머시닝 센터의 경우 공구는 가공 공정 중에 손상, 마모, 칩 등이 발생하는 소모성 공구입니다. 이러한 현상은 불가피하지만 비과학적이고 불규칙한 작동, 부적절한 유지 보수와 같은 통제 가능한 이유도 있습니다. 근본 원인을 찾아야만 문제를 더 잘 해결할 수 있습니다.
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공구 파손의 증상
1) 인선 치핑
공작물 재료 구조, 경도 및 마진이 고르지 않으면 경사각이 너무 커서 절삭 날 강도가 낮고 공정 시스템의 강성이 부족하여 진동이 발생하거나 간헐적 절삭, 연삭 품질이 좋지 않아 절삭 날이 쉽게 발생합니다. 즉, 가장자리 영역에 작은 칩핑, 흠집 또는 벗겨짐이 나타납니다. 이런 일이 발생하면 도구의 절단 기능이 일부 손실되지만 계속 작동합니다. 절단이 계속됨에 따라 모서리 영역의 손상된 부분이 급격히 확장되어 손상이 더 커질 수 있습니다.
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2) 절삭 날 또는 팁의 치핑
이러한 유형의 손상은 절삭날 치핑보다 더 가혹한 절삭 조건에서 종종 발생하거나 치핑이 더 발전된 것입니다. 치핑의 크기와 범위는 치핑보다 커서 공구가 절삭 능력을 완전히 잃고 작동을 멈춰야 합니다. 팁의 치핑은 종종 포인트 드롭(point drop)이라고 합니다.
3) 칼날이나 칼이 부러진 경우
절단 조건이 극도로 가혹한 경우 절단량이 너무 많거나 충격 하중이 있거나 블레이드 또는 공구 재료에 미세 균열이 있거나 용접 및 연마로 인해 블레이드에 잔류 응력이 있으며 부주의 한 작업 등의 요인이 있습니다. 날이나 공구가 손상될 수 있습니다. 헤어지다. 이러한 형태의 손상이 발생한 후에는 도구를 계속 사용할 수 없으므로 폐기됩니다.
4) 블레이드 표면층이 벗겨짐
TiC 함량이 높은 경질합금, 세라믹, PCBN 등과 같이 취성이 높은 재료에 대하여 절단과정에서 표면구조의 결함이나 잠재적인 크랙, 또는 용접 및 날카로움에 의한 표면의 잔류응력으로 인해 It 충분히 안정적이지 않거나 공구 표면이 번갈아 접촉 응력을 받을 때 표면층이 벗겨지기 쉽습니다. 경사면에 벗겨짐이 발생할 수 있으며 측면에 나이프가 발생할 수 있습니다. 박리는 플레이크 형태이며 박리 면적이 비교적 크다. 코팅된 도구는 벗겨지기 쉽습니다. 블레이드가 약간 벗겨진 후에는 계속 작동할 수 있지만 심하게 벗겨진 후에는 절단 능력을 잃게 됩니다.
5) 절단 부품의 소성 변형
공구강 및 고속도강은 강도 및 경도가 낮기 때문에 절삭 부위에 소성변형이 발생할 수 있습니다. 초경합금이 고온 및 3 차원 압축 응력 상태에서 직접 작동하면 표면에 소성 흐름이 발생하고 절삭 날 또는 팁의 소성 변형이 발생하여 붕괴가 발생합니다. 붕괴는 일반적으로 절단량이 많거나 단단한 재료를 가공할 때 발생합니다. TiC 기반 초경합금의 탄성 계수는 WC 기반 초경합금보다 작기 때문에 전자의 소성 변형 저항 능력이 가속화되거나 빠르게 실패합니다. PCD, PCBN은 기본적으로 소성변형이 되지 않습니다.
6) 블레이드의 열 균열
공구에 기계적 및 열적 부하가 번갈아 가해지면 반복되는 열팽창 및 수축으로 인해 절삭 부품 표면에 필연적으로 교번 열 응력이 발생하여 블레이드가 피로해지고 균열이 발생합니다. 예를 들어, 초경합금 밀링 커터를 고속 밀링에 사용하면 커터 날에 주기적 충격과 교번 열 응력이 지속적으로 가해지고 빗살 모양의 균열이 경사면에 발생합니다. 일부 도구에는 명백한 교번 하중과 교번 응력이 없지만 표면층과 내부 층의 온도가 일정하지 않아 열 응력이 생성됩니다. 또한 공구 재료 내부에 필연적으로 결함이 있으므로 블레이드에도 균열이 생길 수 있습니다. 공구는 때때로 균열이 형성된 후 일정 시간 동안 계속 작동할 수 있으며 때로는 균열이 빠르게 확장되어 블레이드가 파손되거나 블레이드 표면이 심하게 벗겨지는 원인이 됩니다.
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공구 마모의 원인
1) 연마 마모
가공된 재료에는 경도가 매우 높은 작은 입자가 종종 있어 공구 표면에 홈을 그릴 수 있으며 이는 연마 마모입니다. 연마 마모는 모든 표면에 존재하며 경사면에 가장 뚜렷하게 나타납니다. 더욱이 대마 마모는 다양한 절단 속도에서 발생할 수 있지만 저속 절단의 경우 낮은 절단 온도로 인해 다른 이유로 인한 마모가 명확하지 않으므로 연마 마모가 주요 원인입니다. 또한 공구의 경도가 낮을수록 연마 손상이 더 심각합니다.
2) 냉간 용접 마모
절단시 공작물, 절단면 및 전면 및 후면 커터면 사이에 많은 압력과 강한 마찰이 발생하므로 냉간 용접이 발생합니다. 마찰 쌍 사이의 상대적인 움직임으로 인해 냉간 용접은 균열을 생성하고 한쪽으로 제거되어 냉간 용접 마모가 발생합니다. 냉간 용접 마모는 일반적으로 중간 절삭 속도에서 심각합니다. 실험에 따르면 취성 금속은 플라스틱 금속보다 냉간 용접에 대한 저항성이 더 강합니다. 다상 금속은 단방향 금속보다 작습니다. 금속 화합물은 단순 물질보다 냉간 용접 경향이 낮습니다. 화학 원소 주기율표의 B족 원소와 철은 냉간 용접 경향이 적습니다. 냉간 용접은 고속도강과 초경합금을 저속으로 절단할 때 더욱 심각합니다.
3) 확산 마모
고온절삭 및 공작물과 공구의 접촉시 양면의 화학원소가 고체상태에서 서로 확산되어 공구의 조성구조가 변하여 공구의 표면이 약해지고 공구의 마모가 심해짐 도구. 확산 현상은 깊이 기울기가 높은 물체에서 깊이 기울기가 낮은 물체로의 지속적인 확산을 항상 유지합니다.
예를 들어, 초경합금이 800도에 있을 때 코발트가 칩과 공작물로 빠르게 확산되고 WC가 텅스텐과 탄소로 분해되어 강철로 확산됩니다. PCD 공구의 절단 온도가 강철 및 철 재료를 절단할 때 800도 이상일 때 이때 PCD의 탄소 원자는 새로운 합금을 형성하기 위해 큰 확산 강도로 공작물의 표면으로 전달되고 표면 도구의 흑연화됩니다. 코발트와 텅스텐의 확산은 상대적으로 심각하고 티타늄, 탄탈륨 및 니오븀의 확산 방지 능력은 상대적으로 강합니다. 따라서 YT 초경합금은 내마모성이 우수합니다. 세라믹과 PCBN을 절단할 때 온도가 1000도-1300도 정도로 높을 때 확산 마모가 크지 않습니다. 공작물, 칩 및 공구의 다른 재료로 인해 절단 중에 접촉 영역에서 열전 전위가 생성됩니다. 이 열전 전위는 확산을 촉진하고 도구의 마모를 가속화할 수 있습니다. 열전 전위의 작용 하에서 이러한 종류의 확산 마모를 "열전 마모"라고 합니다.
4) 산화 마모
온도가 상승하면 공구 표면이 산화되어 칩에 의해 마찰되는 더 부드러운 산화물을 생성하며, 이를 산화 마모라고 합니다. 예: 700도 ~ 800도에서 공기 중의 산소는 초경합금에서 코발트, 카바이드, 티타늄 카바이드 등과 반응하여 연질 산화물을 형성합니다. 1000도에서 PCBN은 수증기와 화학적으로 반응합니다.
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블레이드 마모 패턴
1) 경사면 손상
플라스틱 소재를 고속으로 절단할 때 절삭력에 가까운 경사면 부분이 칩의 작용으로 초승달 모양의 오목한 모양으로 마모되기 때문에 크레이터 마모라고도 합니다. 마모 초기 단계에서 공구의 경사각이 증가하여 절삭 조건이 개선되고 칩 컬링 및 브레이킹에 도움이 됩니다. 그러나 초승달 분화구가 더 커지면 칼날의 강도가 크게 약해져 결국 칼날이 부러질 수 있습니다. 사례. 부서지기 쉬운 재료를 절단하거나 낮은 절단 속도와 더 얇은 절단 두께로 플라스틱 재료를 절단할 때 크레이터 마모는 일반적으로 발생하지 않습니다.
2) 공구 팁 마모
공구 노즈 마모는 공구 노즈 호의 측면과 인접한 보조 측면의 마모로, 공구 상단 측면의 마모가 계속됩니다. 열악한 방열 조건과 여기에 집중된 응력으로 인해 Flank보다 마모 속도가 빠르며 보조 Flank에 이송량과 동일한 거리의 일련의 작은 홈이 형성되는 경우가 있습니다. 이를 홈 마모라고합니다. . 주로 가공면의 경화층과 절단선 때문입니다. 가공 경화 경향이 높은 난삭재를 절단할 때 홈 마모가 가장 많이 발생합니다. 공구 팁 마모는 공작물 표면 거칠기와 가공 정확도에 가장 큰 영향을 미칩니다.
3) 측면 마모
절단 두께가 큰 플라스틱 재료를 절단할 때 구성인선으로 인해 공구 측면이 공작물과 접촉하지 않을 수 있습니다. 또한 일반적으로 플랭크가 공작물과 접촉하게 되며 여유각이 0인 마모 영역이 플랭크에 형성됩니다. 일반적으로 절삭날의 작업 길이 중간에서는 측면 마모가 비교적 균일하므로 측면 마모 정도는 절삭날의 측면 마모 영역 너비 VB로 측정할 수 있습니다.
다양한 유형의 공구는 거의 항상 서로 다른 절삭 조건에서 측면 마모가 발생하기 때문에 특히 취성 재료를 절단하거나 절단 두께가 작은 플라스틱 재료를 절단할 때 공구의 마모는 주로 측면 마모이며 마모 영역 폭 VB 측정 비교적 간단하므로 VB는 일반적으로 공구 마모 정도를 나타내는 데 사용됩니다. VB가 클수록 절삭력이 증가하고 절삭 진동이 발생할 뿐만 아니라 공구 팁의 아크 마모에 영향을 미치므로 가공 정확도와 표면 품질에 영향을 미칩니다.
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칼의 파손을 방지하는 방법
1) 가공재료 및 부품의 특성에 따라 공구재료의 종류 및 등급을 합리적으로 선정한다. 일정한 경도와 내마모성을 전제로 공구 재료가 필요한 인성을 확보해야 합니다.
2) 도구의 기하학적 매개변수를 합리적으로 선택합니다. 전방 및 후방 각도, 주 및 보조 편향 각도, 블레이드 경사각 등을 조정하여 절삭날 및 공구 팁의 강도를 향상시킬 수 있습니다. 절삭날의 네거티브 모따기를 연삭하는 것은 치핑을 방지하는 효과적인 방법입니다.
3) 용접 및 샤프닝의 품질을 보장하고 용접 및 샤프닝 불량으로 인한 다양한 결함을 피하십시오. 핵심 공정에 사용되는 칼은 표면 품질을 개선하고 균열을 확인하기 위해 연마해야 합니다.
4) 공구 손상을 방지하기 위해 과도한 절삭력과 높은 절삭 온도를 피하기 위해 절삭량을 합리적으로 선택하십시오.
5) 가능한 한 공정 시스템의 강성을 높이고 진동을 줄이십시오.
6) 올바른 작동 방법을 취하고 공구가 가능한 한 급격한 변화 하중을 견디거나 견디지 않도록 노력하십시오.
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공구 치핑의 원인과 대책
1. 블레이드의 두께가 너무 얇거나 거친 가공을 위해 너무 단단하고 부서지기 쉬운 등급을 선택하는 등 블레이드의 등급 및 사양의 부적절한 선택.
대책 : 블레이드의 두께를 늘리거나 블레이드를 수직으로 설치하고 굽힘 강도와 인성이 높은 등급을 선택하십시오.
2. 도구 형상 매개변수의 부적절한 선택(예: 너무 큰 전면 및 후면 각도 등).
대책:
다음 측면에서 도구 재설계를 시작할 수 있습니다.
1) 앞뒤 각도를 적당히 줄인다.
2) 더 큰 음의 모서리 기울기를 사용하십시오.
3) 절입각을 줄입니다.
4) 더 큰 음의 모따기 또는 가장자리 호를 사용하십시오.
5) 팁을 향상시키기 위해 전환 절삭날을 연삭합니다.
3) 블레이드의 용접 공정이 잘못되어 과도한 용접 응력 또는 용접 균열이 발생합니다.
대책:
1) 3면 폐쇄 블레이드 홈 구조를 채택하지 마십시오.
2) 솔더의 올바른 선택.
3) 산소아세틸렌 화염가열 용접의 사용을 피하고 용접 후 내부응력을 제거하기 위해 보온을 유지한다.
4) 기계적 클램핑 구조를 최대한 사용
4. 연마 방법이 부적절하면 연삭 응력과 연삭 균열이 발생합니다. PCBN 밀링 커터를 날카롭게 한 후 절단 치아의 진동이 너무 커서 개별 절단 치아의 부하가 너무 무거워 절단을 유발합니다.
대책:
1) 간헐 연삭 또는 다이아몬드 연삭 휠로 연삭.
2) 더 부드러운 연삭 휠을 선택하고 연삭 휠을 날카롭게 유지하기 위해 자주 드레싱하십시오.
3) 연마 품질에 주의하고 밀링 커터 톱니의 진동을 엄격하게 제어하십시오.
5. 절단량의 선택이 무리하다. 양이 너무 많으면 공작 기계가 지루할 것입니다. 간헐적으로 절단할 때 절단 속도가 너무 높고 이송 속도가 너무 크며 블랭크 여유가 고르지 않으면 절단 깊이가 너무 작습니다. 고 망간강 절단 가공 경화 경향이 큰 재료의 경우 이송 속도가 너무 작습니다.
대책: 절단량을 다시 선택하십시오.
6. 기계식 클램핑 공구의 홈 바닥면이 고르지 않거나 블레이드가 너무 길게 돌출되는 등의 구조적 이유.
대책:
1) 사이프의 바닥면을 다듬습니다.
2) 절삭유 노즐의 위치를 합리적으로 정돈한다.
3) 경화된 생크는 블레이드 아래에 카바이드 개스킷을 추가합니다.
7. 과도한 공구 마모.
대응책: 도구를 변경하거나 적시에 절삭 날을 교체하십시오.
8. 불충분한 절삭유 유량 또는 부정확한 충진 방법은 블레이드의 급격한 열 및 균열 손상을 유발할 수 있습니다.
대책:
1) 절삭유의 유량을 증가시킨다.
2) 절삭유 노즐의 위치를 합리적으로 정돈한다.
3) 냉각 효과를 높이기 위해 스프레이 냉각과 같은 효과적인 냉각 방법을 사용하십시오.
4) 블레이드에 미치는 영향을 줄이기 위해 고속 절단을 채택하십시오.
9. 공구가 다음과 같이 잘못 설치되었습니다. 절삭 공구가 너무 높거나 너무 낮게 설치되었습니다. 엔드 밀링 커터는 비대칭 다운 밀링 등을 채택합니다.
대책: 도구를 다시 설치하십시오.
10. 공정 시스템의 강성이 너무 낮아 과도한 절삭 진동이 발생합니다.
대책:
1) 공작물의 클램핑 강성을 향상시키기 위해 공작물의 보조 지지대를 늘립니다.
2) 공구의 오버행 길이를 줄입니다.
3) 공구의 후방 각도를 적절하게 줄입니다.
4) 다른 감쇠 조치를 채택하십시오.
11. 다음과 같은 부주의한 작동: 도구가 공작물의 중간에서 절단할 때 동작이 너무 격렬합니다. 공구가 후퇴하기 전에 즉시 중지하십시오.
대책: 작동 방법에 주의하십시오.
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구성인선의 원인, 특성 및 대책
1. 원인
절삭 날에 가까운 부분, 공구 칩 접촉 영역에서 큰 다운 포스로 인해 칩의 기본 금속이 경사면의 미세한 고르지 않은 봉우리와 골에 매립되어 실제 금속을 형성합니다. - 간극이 없고 접합을 유발하는 금속 접촉. , 나이프 칩 접촉 영역의 이 부분을 본딩 영역이라고 합니다. 본딩 영역에는 칩 하단의 경사면에 얇은 금속 재료 층이 증착됩니다. 칩의 이 부분의 금속 재료는 심한 변형을 겪었으며 적절한 절삭 온도에서 강화됩니다. 연속적인 칩 흐름으로 인해 후속 절삭 흐름이 밀려나면 이 정체 재료 층이 칩의 상위 층에 대해 미끄러져 나가면서 구성인선의 기초가 됩니다. 그 후 정체된 절단 재료의 두 번째 층이 그 위에 형성되고 이 연속적인 층이 구성 모서리를 형성합니다.
2. 절단 공정의 특성 및 영향
1) 경도가 피삭재보다 1.5~2.0배 높다. 절삭용 경사면을 대체할 수 있으며, 절삭날을 보호하고 경사면의 마모를 줄이는 효과가 있습니다. 그러나 구성인선이 떨어지면 파편이 공구-작업물 접촉 영역을 통해 흐릅니다. 공구 측면 마모의 원인이 됩니다.
2) 구성인선 형성 후 공구의 작업 경사각이 크게 증가하여 칩 변형 및 절삭력 감소에 긍정적인 역할을 합니다.
3) 구성인선이 절삭인선보다 돌출되어 실제 절삭깊이가 증가하여 가공물의 치수정도에 영향을 미칩니다.
4) 구성인선은 공작물 표면에 "고랑" 현상을 일으켜 공작물의 표면 거칠기에 영향을 미칩니다.
5) 구성인선의 파편이 공작물 표면에 부착되거나 매립되어 가공물의 가공면 품질에 영향을 미치는 딱딱한 부분이 생깁니다.
위의 분석에서 구성인선은 절단, 특히 마무리에 적합하지 않다는 것을 알 수 있습니다.
3. 통제 조치
구성인선의 생성은 칩의 바닥재와 경사면을 본딩하거나 변형하지 않고 강화함으로써 피할 수 있습니다. 이 날에는 다음과 같은 조치를 취할 수 있습니다.
1) 경사면의 거칠기를 줄입니다.
2) 공구의 경사각을 높입니다.
3) 절단 두께를 줄입니다.
4) 구성인선을 형성하기 쉬운 절삭 속도를 피하기 위해 저속 절삭 또는 고속 절삭을 사용하십시오.
5) 경도를 높이고 가소성을 줄이기 위해 공작물 재료에 적절한 열처리를 수행하십시오.
6) 접착 방지 특성이 우수한 절삭유(예: 황 및 염소를 함유한 극압 절삭유)를 사용하십시오.
