CNC-työkalujen kuluminen on yksi leikkauksen perusongelmista. Työkalujen kulumisen muotojen ja syiden ymmärtäminen voi auttaa meitä pidentämään työkalun käyttöikää ja välttämään CNC-koneistuksen koneistuspoikkeavuuksia.
1) Erilaiset työkalujen kulumismekanismit
Metallinleikkauksessa suurella nopeudella työkalun karan pintaa pitkin liukuvien lastujen synnyttämä lämpö ja kitka tekevät työkalusta haastavassa työstöympäristössä. Työkalun kulumismekanismi on pääasiassa seuraava:
1) Mekaaninen voima: Mekaaninen paine terän leikkuureunaan aiheuttaa murtuman.
2) Lämpö: Terän leikkuureunassa lämpötilan muutokset aiheuttavat halkeamia ja lämpö plastisia muodonmuutoksia.
3) Kemiallinen reaktio: Sementoidun kovametallin ja työkappaleen materiaalin välinen kemiallinen reaktio aiheuttaa kulumista.
4) Hionta: Valuraudassa piikarbidin sulkeumat kuluttavat terän leikkuureunaa.
5) Tarttuvuus: Tahmeille materiaaleille, kertyminen/kertymäkertymä.
2) Yhdeksän erilaista työkalun kulumista ja vastatoimia
1) kyljessä kuluma
Kyljen kuluminen on yksi yleisimmistä sisäkkeen (veitsen) kyljessä esiintyvistä kulumistyypeistä.
Syy: Leikkauksen aikana kitka työkappaleen materiaalin pinnan kanssa aiheuttaa työkalumateriaalin häviämisen kyljessä. Kuluminen alkaa yleensä reunaviivasta ja etenee viivaa alaspäin.
Vastaus: Leikkausnopeuden pienentäminen samalla kun syöttöä lisätään, pidentää työkalun käyttöikää tuottavuuden kustannuksella.
2) Kraatterin kuluminen
Syy: Lastujen ja terän (työkalun) harapinnan välinen kosketus johtaa kraatterin kulumiseen, joka on kemiallinen reaktio.
Vastatoimenpiteet: Leikkausnopeuden vähentäminen ja oikean geometrian ja pinnoitteen omaavien terästen (työkalujen) valinta pidentää työkalun käyttöikää.
3) Plastinen muodonmuutos
kärjessä romahdus
kärjessä oleva masennus
Muovinen muodonmuutos tarkoittaa, että leikkuureunan muoto ei muutu ja leikkuureuna muotoutuu sisäänpäin (leikkausreunan painauma) tai alaspäin (leikkausreuna romahtaa).
Syy: Leikkuureunaan kohdistuu rasitusta suurilla leikkausvoimilla ja korkeissa lämpötiloissa, mikä ylittää työkalumateriaalin myötörajan ja lämpötilan.
Vastatoimenpiteet: Korkeamman lämpökovuuden omaavien materiaalien käyttö voi ratkaista plastisen muodonmuutoksen ongelman. Pinnoite parantaa sisäkkeen (veitsen) kestävyyttä plastista muodonmuutosta vastaan.
4) Pinnoite irtoaa
Pinnoitteen halkeilua tapahtuu yleensä käsiteltäessä materiaaleja, joilla on sidosominaisuuksia.
Syy: Liimakuormat kehittyvät vähitellen ja leikkuureunaan kohdistuu vetojännitys. Tämä aiheuttaa pinnoitteen irtoamisen paljastaen alla olevan kerroksen tai alustan.
Vastatoimenpiteet: Leikkausnopeuden lisääminen ja ohuemmalla pinnoitteella varustetun terän valitseminen vähentää työkalun pinnoitteen halkeilua.
5) Halkeama
Halkeamat ovat kapeita aukkoja, jotka murtuvat muodostaen uusia rajapintoja. Pinnoitteessa on halkeamia ja osa halkeamista leviää alustaan. Kampahalkeamat ovat suunnilleen kohtisuorassa reunaviivaan nähden ja ovat yleensä lämpöhalkeamia.
Syy: Kampahalkeamia muodostuu lämpötilan vaihteluista.
Vastatoimenpiteet: Tämän tilanteen estämiseksi voidaan käyttää erittäin sitkeää terämateriaalia, ja jäähdytysnestettä tulee käyttää suuria määriä tai ei.
6) Hakeminen
Lastuaminen koostuu pienistä reunaviivan vaurioista. Erona haketuksen ja murtamisen välillä on se, että terää voidaan käyttää edelleen haketuksen jälkeen.
Syy: On olemassa monia kulumistilojen yhdistelmiä, jotka voivat johtaa reunan halkeamiseen. Yleisimmät ovat kuitenkin termomekaaniset ja liimautuvat.
Vastatoimenpiteet: Halkeilun minimoimiseksi voidaan toteuttaa erilaisia ennaltaehkäiseviä toimenpiteitä sen aiheuttavan kulumistilan mukaan.
7) Urien kuluminen
Lovien kulumiselle on ominaista liiallinen paikallinen vaurio suuremmilla leikkaussyvyyksillä, mutta tätä voi esiintyä myös toissijaisessa leikkuureunassa.
Syy: Riippuu siitä, onko kemiallinen kuluminen hallitseva uran kulumisessa, verrattuna liima- tai lämpökulumisen epäsäännölliseen kasvuun, kemiallisen kulumisen kehitys on säännöllistä, kuten kuvasta näkyy. Liima- tai lämpökulumistapauksissa työstökovettuminen ja purseen muodostuminen ovat tärkeitä lovien kulumisen tekijöitä.
Vastatoimenpiteet: Työkarkaistujen materiaalien kohdalla valitse pienempi sisääntulokulma ja muuta leikkaussyvyyttä.
8) Tauko
Murtuma tarkoittaa, että suurin osa leikkuuterästä on rikki eikä terää voi enää käyttää.
Syy: Leikkuuterä kantaa enemmän kuormaa kuin se kestää. Tämä voi johtua siitä, että kulumisen annettiin kehittyä liian nopeasti, mikä johti lisääntyneisiin leikkausvoimiin. Väärät leikkaustiedot tai asennuksen vakausongelmat voivat myös johtaa ennenaikaiseen murtumaan.
Toimenpiteet: Tunnista tämäntyyppisen kulumisen ensimmäiset merkit ja estä sen eteneminen valitsemalla oikeat leikkaustiedot ja tarkistamalla asennuksen vakaus.
9) Rakennettu reuna (tarttuvuus)
Built-up edge (BUE) on materiaalin kerääntyminen haravan pinnalle.
Syy: Leikkaavan reunan päälle voi muodostua lastua, joka erottaa leikkuureunan materiaalista. Tämä lisää leikkausvoimia, mikä voi johtaa kokonaisvaurioon tai kertyneeseen reunan irtoamiseen, mikä usein poistaa pinnoitteen tai jopa osia alustasta.
Vastatoimenpiteet: Leikkausnopeuden lisääminen voi estää kasaantuneen reunan muodostumisen. Käsiteltäessä pehmeämpiä, viskoosiisempia materiaaleja on parasta käyttää terävämpää leikkuureunaa.
Postitusaika: 06.06.2022
