Obrabiarki CNC to sterowane komputerowo, bardzo precyzyjne zautomatyzowane maszyny, które wykorzystują narzędzia tnące w powtarzalnych wzorach do precyzyjnych ruchów posuwu. Narzędzia do obróbki CNC są zwykle używane do produkcji części, które wymagają dużej precyzji i dokładności. Gdy narzędzie do obróbki CNC ulegnie uszkodzeniu, utraci zdolność cięcia materiału przedmiotu obrabianego, co spowoduje zmniejszenie dokładności obrabianej części lub nawet uniemożliwienie ukończenia obróbki zgodnie z planem. Poniższy artykuł szczegółowo przybliży przyczyny i rozwiązania uszkodzeń narzędzi do obróbki CNC.
Uszkodzenie narzędzi do obróbki CNC to awaria i stopniowa awaria narzędzi skrawających na skutek rutynowej eksploatacji. Każde narzędzie ulegnie niewielkiemu zużyciu w pewnym momencie swojego cyklu życia. Jednak uszkodzenie narzędzia może uszkodzić przedmiot obrabiany, dlatego unikanie uszkodzeń narzędzia jest ważne, aby osiągnąć optymalną wydajność frezu walcowo-czołowego. Uszkodzenie narzędzia do obróbki CNC może również prowadzić do awarii sprzętu, co może skutkować poważnymi uszkodzeniami, przeróbkami i złomowaniem części.
Aby wydłużyć żywotność narzędzia do obróbki CNC, kluczowe znaczenie ma identyfikacja i łagodzenie różnych oznak uszkodzenia narzędzia. Zarówno naprężenia termiczne, jak i mechaniczne mogą prowadzić do uszkodzenia narzędzia do obróbki CNC, przy czym głównymi przyczynami są ciepło i zużycie. Nauczenie się, jak identyfikować najczęstsze rodzaje uszkodzeń narzędzi do obróbki CNC i ich przyczyny, może pomóc mechanikom szybko rozwiązywać problemy i wydłużyć żywotność narzędzi.
Przyczyny i rozwiązania uszkodzeń narzędzi do obróbki CNC
1. Łuszczenie powierzchni uszkodzenia narzędzia do obróbki CNC
W przypadku kruchych narzędzi do obróbki CNC kruche materiały, takie jak węglik i porcelana, są podatne na warunki odpryskiwania, gdy powierzchnia narzędzia do obróbki jest poddawana zmiennym naprężeniom kontaktowym z powodu defektów lub potencjalnych pęknięć w strukturze powierzchni lub szczątkowym naprężeniom powierzchniowym spowodowanym spawaniem, szlifowaniem procesów itp. Złuszczanie narzędzia może wystąpić zarówno na przedniej, jak i tylnej powierzchni narzędzia. Płatki są łuszczące się, a obrany obszar jest duży. Pokryte narzędzie może się łuszczyć, a narzędzie do obróbki może kontynuować pracę w mniej poważnych przypadkach, podczas gdy w ciężkich przypadkach utraci zdolność skrawania.
2. Odkształcenie plastyczne części tnącej
Niektóre narzędzia do obróbki CNC ze stali i stali szybkotnącej mają stosunkowo niską wytrzymałość i twardość, część tnąca może ulec odkształceniu plastycznemu. Węgliki w wysokiej temperaturze i trójwymiarowym naprężeniu ściskającym podczas pracy bezpośrednio pod powierzchnią będą również powodować płynięcie plastyczne, a nawet powodować odkształcenie plastyczne krawędzi skrawającej lub końcówki narzędzia, powodujące zapadanie się powierzchni. Załamanie występuje zwykle przy dużej ilości skrawania i podczas obróbki twardych materiałów. Węglik na bazie TiC ma mniejszy moduł sprężystości niż węglik na bazie WC, więc ten pierwszy ma zwiększoną odporność na odkształcenia plastyczne. PCD i PCBN są zasadniczo wolne od odkształceń plastycznych.
3. Pękanie termiczne narzędzi do obróbki CNC
Kiedy narzędzia do obróbki CNC są poddawane zmiennym obciążeniom mechanicznym i termicznym, na powierzchni części skrawającej nieuchronnie będą generowane naprzemienne naprężenia termiczne z powodu powtarzającej się rozszerzalności cieplnej i skurczu na zimno, co skutkuje pękaniem narzędzia do obróbki CNC, a tym samym złomowaniem. Na przykład, gdy narzędzie wykonane z twardego stopu jest używane do frezowania z dużą prędkością, zęby narzędzia są stale poddawane cyklicznym uderzeniom i zmiennym naprężeniom termicznym, co skutkuje pionowymi pęknięciami na powierzchni czołowego narzędzia. Niektóre narzędzia do obróbki CNC nie są narażone na znaczne zmienne obciążenia i naprężenia, ale mogą być również narażone na naprężenia termiczne z powodu niespójnych temperatur powierzchni i wewnętrznych. Ponadto nie da się uniknąć defektów w materiale narzędzia do obróbki CNC, więc pęknięcia mogą pojawić się również we wkładce. Po powstaniu pęknięć narzędzie może czasem działać jeszcze przez jakiś czas.
4. Zużycie tylnej części narzędzia do obróbki CNC
Zużycie ziarna obrabiarki CNC zwykle występuje na tylnej powierzchni narzędzia, a jest to spowodowane mechanicznymi naprężeniami przemiennymi. Jeśli twardość materiału narzędzia nie jest wysoka, prędkość skrawania jest zbyt duża podczas obróbki, a posuw jest zbyt mały, może to prowadzić do nadmiernego uszkodzenia tylnej powierzchni narzędzia do obróbki CNC, co powoduje zmniejszenie rozmiaru. Dokładność obrabianej powierzchni zwiększa opory tarcia podczas dużego skrawania. Dlatego w miarę możliwości należy stosować materiały narzędziowe o wysokiej odporności na ścieranie, przy jednoczesnym zmniejszaniu prędkości skrawania, zwiększaniu wielkości posuwu oraz zwiększaniu kąta grzbietu narzędzia, aby uniknąć lub ograniczyć możliwość zużycia powierzchni narzędzia po generacji narzędzi do obróbki CNC.
