공구 손상, 마모, 칼날 파손을 근본적으로 해결하는 방법

1, 도구 손상의 징후
1) 최첨단 마이크로 붕괴
피삭재의 재질구조, 경도, 마진이 불균일할 경우 앞각이 너무 커져 인선강도가 낮아지고, 가공시스템의 강성이 부족하여 진동이 발생하거나, 단속절삭이 발생하며, 연삭품질이 좋지 않아 인선이 좋지 않게 됩니다. 미세 붕괴, 즉 가장자리 영역의 작은 붕괴, 노치 또는 벗겨짐이 발생하기 쉽습니다. 이러한 상황이 발생한 후에는 공구의 절단 능력이 일부 떨어지지만 계속 작동할 수 있습니다. 추가 절단 시 절단 모서리 부분의 손상된 부분이 급격히 확장되어 손상이 더 커질 수 있습니다.
2) 절삭날 또는 팁 파손
이러한 유형의 손상은 절삭날에 미세 치핑이 발생하거나 미세 치핑이 추가로 발생하는 것보다 더 심각한 절삭 조건에서 발생하는 경우가 많습니다. 미세 균열에 비해 균열의 크기와 범위가 커서 공구의 절삭 능력이 완전히 상실되어 작업을 중단해야 합니다. 칼날 끝부분이 부러지는 상황을 흔히 끝부분이 빠지는 현상이라고 합니다.
3) 칼날이나 도구 파손
절삭 조건이 극도로 가혹하거나, 절삭량이 너무 크거나, 충격 하중이 있거나, 날이나 공구 재료에 미세한 균열이 있는 경우. 용접 및 연삭으로 인한 칼날의 잔류 응력과 부주의한 조작으로 인해 칼날이나 공구가 파손될 수 있습니다. 이러한 형태의 손상이 발생한 후에는 공구를 계속 사용할 수 없으므로 폐기됩니다.
4) 블레이드 표면 박리
TiC 함량이 높은 경질 합금, 세라믹, PCBN 등과 같이 취성이 높은 재료의 경우 표면 구조의 결함이나 잠재적인 균열 또는 용접 및 연삭으로 인한 표면의 잔류 응력으로 인해 표면 박리가 발생하기 쉽습니다. 절단 공정이 충분히 안정적이지 않거나 공구 표면이 교번 접촉 응력을 받을 때 발생합니다. 칼날 앞부분에 벗겨짐이 발생할 수 있고, 뒷날 표면에 칼날이 생길 수 있습니다. 박리 물질은 박리 면적이 큰 플레이크 형태입니다. 코팅된 절삭 공구는 벗겨질 가능성이 높습니다. 칼날을 살짝 벗겨낸 후에도 계속 작업할 수 있지만 심하게 벗겨낸 후에는 절단 능력이 떨어집니다.
5) 절삭부품의 소성변형
공구강과 고속도강은 강도와 ​​경도가 낮기 때문에 절단 영역에서 소성 변형이 발생할 수 있습니다. 경질 합금이 고온 및 3축 압축 응력 하에서 작동하면 표면 소성 흐름도 발생할 수 있으며 심지어 절삭날이나 공구 끝의 소성 변형을 일으켜 붕괴를 초래할 수도 있습니다. 붕괴는 일반적으로 대량의 재료를 절단하고 단단한 재료를 가공할 때 발생합니다. TiC 기반 경질 합금의 탄성 계수는 ​​WC 기반 경질 합금보다 작으므로 전자는 소성 변형이나 급격한 파손에 대한 저항력이 가속화됩니다. PCD 및 PCBN은 일반적으로 소성 변형을 나타내지 않습니다.
6) 블레이드의 고온 균열
절삭공구에 기계적 하중과 열적 하중이 교대로 가해지면, 반복되는 열팽창과 수축으로 인해 절삭 부품의 표면은 필연적으로 교번 열응력을 받게 되어 블레이드의 피로와 균열이 발생하게 됩니다. 예를 들어, 고속 밀링에 경질 합금 밀링 커터를 사용하면 커터 톱니가 주기적으로 충격과 교번 열 응력을 받아 절단면 전면에 빗살 모양의 균열이 발생합니다. 일부 절삭 공구에는 교번 하중과 응력이 뚜렷하지 않을 수 있지만 표면과 내부 층의 온도가 일정하지 않기 때문에 열 응력도 발생합니다. 또한, 절삭공구 재질에 필연적으로 결함이 있어 날에도 균열이 생길 수 있습니다. 균열이 발생한 후에도 공구가 일정 기간 동안 계속 작동하는 경우가 있으며 때로는 균열이 급격히 확장되어 날이 부러지거나 절단 표면이 심하게 벗겨지는 경우도 있습니다.
2, 공구 마모
1. 마모 원인에 따라 다음과 같이 나눌 수 있습니다.
1) 연마 마모
가공된 재료에는 경도가 매우 높은 작은 입자가 있어 공구 표면의 홈을 긁을 수 있는 경우가 많습니다. 이를 연마 샌딩 손상이라고 합니다. 연마 마모는 모든 표면에 존재하며 전면 블레이드 표면이 가장 두드러집니다. 또한, 대마재의 마모는 다양한 절단속도에서 발생할 수 있으나, 저속절단의 경우 절단온도가 낮아 다른 원인에 의한 마모가 크지 않아 연마마모가 주요 원인이다. 절삭 공구의 경도가 낮을수록 연마 손상이 더 심해집니다.
2) 냉간용접마모
절단 중에는 공작물, 절단면, 전면 및 후면 절단면 사이에 상당한 압력과 강한 마찰이 있어 냉간 용접이 발생합니다. 마찰 쌍 사이의 상대적인 움직임으로 인해 냉간 용접은 파열을 일으키고 한쪽으로 휩쓸려 냉간 용접 마모가 발생합니다. 냉간 용접 마모는 일반적으로 적당한 절단 속도에서 더 심각합니다. 실험에 따르면 취성 금속은 플라스틱 금속보다 냉간 용접에 대한 저항성이 더 강합니다. 다상 금속은 단방향 금속보다 작습니다. 금속 화합물은 원소 재료에 비해 냉간 용접 경향이 낮습니다. 화학 원소 주기율표에서 B족 원소가 철과 냉간 용접되는 경향은 작습니다. 냉간용접은 고속도강 및 경질합금의 저속절삭시 더욱 심합니다.
3) 확산마모
고온 절단 공정 및 공작물과 공구의 접촉 중에 양면의 화학 원소가 고체 상태에서 서로 확산되어 공구의 구성과 구조가 변화되어 공구 표면이 약해지고 악화됩니다. 도구 마모. 확산 현상은 항상 깊이 그라데이션이 높은 객체가 깊이 그라데이션이 낮은 객체를 향해 계속 확산되는 것을 유지합니다. 예를 들어, 경질 합금의 코발트는 800도에서 칩과 공작물로 빠르게 확산되는 반면, WC는 텅스텐과 탄소로 분해되어 강철로 확산됩니다. PCD 절삭 공구를 사용하여 강철 및 철 재료를 절단할 때 절삭 온도가 800도 이상일 때 PCD의 탄소 원자는 확산 강도가 커서 공작물 표면으로 이동하여 새로운 합금을 형성하고 공구 표면은 흑연화. 코발트와 텅스텐은 더 심하게 확산되는 반면, 티타늄, 탄탈륨, 니오븀은 확산 방지 기능이 더 강력합니다. 따라서 YT형 경질 합금은 내마모성이 우수합니다. 세라믹 및 PCBN을 절단할 때 확산 마모는 1000도-1300도 정도의 높은 온도에서는 중요하지 않습니다. 동일한 재질로 인해 공작물, 칩 및 절삭 공구는 절삭 중 접촉 영역에 열전 전위를 생성하여 확산을 촉진하고 공구 마모를 가속화합니다. 열전 전위의 작용에 따른 이러한 유형의 확산 마모를 "열전 마모"라고 합니다.
4) 산화마모
온도가 올라가면 공구 표면이 산화되어 보다 부드러운 산화물이 생성되며, 이는 칩에 의해 마찰되어 산화 마모라고 불리는 마모를 형성합니다. 예를 들어, 700도 ~ 800도의 온도 범위에서 가스 중의 산소는 단단한 합금의 코발트, 탄화물, 티타늄 탄화물 등과 반응하여 더 부드러운 산화물을 형성합니다. PCBN은 1000도에서 수증기와 화학 반응을 겪습니다.
2. 착용 형태에 따라 다음과 같이 나눌 수 있습니다.
1) 앞날 표면 손상
플라스틱 재료를 고속으로 절단할 때 전면 절삭날의 절삭력 근처 영역은 칩의 작용으로 초승달 모양의 피트로 마모됩니다. 이는 초승달 모양의 피트 마모라고도 합니다. 마모 초기에는 공구의 경사각이 증가하여 절삭 조건이 향상되고 칩의 컬링 및 브레이킹에 도움이 됩니다. 그러나 초승달 오목부가 더 커지면 날끝 강도가 크게 약해져서 결국 날끝이 부러지고 파손될 수 있다. 절단 속도가 낮고 절단 두께가 얇은 취성 재료나 플라스틱 재료를 절단할 때 일반적으로 초승달 피트 마모가 발생하지 않습니다.
2) 칼끝 마모
공구 팁의 마모는 공구 팁 아크의 뒷면과 인접한 2차 뒷면의 마모를 말하며 이는 공구 뒷면의 마모가 계속됩니다. 이곳의 열방산 조건과 응력 집중으로 인해 후면 절단면보다 마모율이 빠릅니다. 때로는 2차 후방 절삭면에 이송 속도와 동일한 간격으로 일련의 작은 홈이 형성되는 경우가 있는데, 이를 홈 마모라고 합니다. 이는 주로 가공된 표면의 경화층과 절단 패턴에 의해 발생합니다. 가공 경화 경향이 높고 절단이 어려운 재료를 절단할 경우 홈 마모가 발생할 가능성이 가장 높습니다. 공구 끝의 마모는 공작물의 표면 거칠기와 가공 정확도에 가장 큰 영향을 미칩니다.
3) 뒷날 마모
절단 두께가 큰 플라스틱 재료를 절단할 때 칩 침전물로 인해 공구 뒷면이 작업물과 접촉하지 않을 수 있습니다. 또한, 후면 절단면은 일반적으로 공작물과 접촉하여 후면 절단면에 후면 각도가 0인 마모 밴드를 형성합니다. 일반적으로 절삭인선의 작업길이 중간에서는 뒷면의 마모가 비교적 균일하므로 뒷면의 마모 정도는 절삭인선 뒷면의 마모밴드 폭 VB로 측정할 수 있다. 그 부분의 최첨단. 다양한 유형의 절삭 공구는 다양한 절삭 조건에서 거의 항상 후면 마모를 경험한다는 사실로 인해, 특히 부서지기 쉬운 재료나 절단 두께가 더 작은 플라스틱 재료를 절단할 때 공구 마모는 주로 후면 마모입니다. 또한, 마모밴드 폭 VB의 측정은 상대적으로 간단하므로 VB는 일반적으로 공구 마모 정도를 나타내는 데 사용됩니다. VB가 클수록 절삭력이 증가하고 절삭 진동이 발생할 뿐만 아니라 공구 팁 아크의 마모에도 영향을 미쳐 가공 정확도와 표면 품질에 영향을 미칩니다.
3 공구 손상을 방지하는 방법
1) 가공되는 소재 및 부품의 특성을 고려하여 공구재료의 종류와 등급을 합리적으로 선택한다. 어느 정도의 경도와 내마모성을 전제로 공구 재료에 필요한 인성이 있는지 확인해야 합니다.
2) 절삭 공구의 기하학적 매개 변수를 합리적으로 선택하십시오. 전면 및 후면 각도, 주 및 보조 편차 각도, 블레이드 경사 각도 및 기타 각도를 조정하여;
절삭날과 팁의 강도가 양호한지 확인하십시오. 절삭날의 네거티브 챔퍼를 연삭하는 것은 공구 파손을 방지하는 효과적인 방법입니다.
3) 용접 및 연삭의 품질을 보장하고 용접 및 연삭 불량으로 인한 다양한 결함을 방지합니다. 주요 공정에 사용되는 절삭 공구는 표면 품질을 향상시키기 위해 연삭하고 균열이 있는지 확인해야 합니다.
4) 공구 손상을 방지하기 위해 과도한 절삭력과 높은 절삭 온도를 피하기 위해 절삭량을 합리적으로 선택하십시오.
5) 프로세스 시스템의 강성을 최대한 유지하고 진동을 줄이십시오.
6) 올바른 작동 방법을 취하고 갑작스러운 하중 변화를 견딜 수 있는 도구의 능력을 최소화하도록 노력하십시오.
3, 공구파손의 원인과 대책
1) 칼날 두께가 너무 얇거나, 황삭시 너무 단단하거나 깨지기 쉬운 재종을 선택하는 등 칼날 재종 및 사양 선택이 잘못되었습니다.
대책 : 칼날의 두께를 늘리거나 칼날을 수직으로 설치하고 굽힘 강도와 인성이 높은 브랜드를 선택하십시오.
2) 도구 형상 매개변수의 부적절한 선택(예: 큰 전면 및 후면 각도 등)
대책: 절삭 공구를 재설계하려면 다음과 같은 측면을 취할 수 있습니다.
① 앞뒤 모서리를 적절하게 줄입니다.
② 네거티브 블레이드 경사각을 더 크게 사용하십시오.
③ 주편향각을 줄인다.
④ 더 큰 네거티브 모따기 또는 블레이드 아크를 사용하십시오.
⑤ 트랜지션 절삭날을 연삭하여 공구 팁을 강화합니다.
3) 블레이드의 용접 공정이 올바르지 않아 과도한 용접 응력이나 용접 균열이 발생합니다.
대책:
① 3면이 폐쇄된 날홈 구조의 사용을 피한다.
② 솔더의 올바른 선택.
③ 가열용접시 산소아세틸렌 화염의 사용을 피하고, 용접후에는 내부응력을 제거하기 위해 절연을 유지하여야 한다.
④ 기계적 클램핑 구조를 최대한 활용하도록 노력
4) 부적절한 블레이드 연삭 방법은 연삭 응력과 균열을 유발합니다. 연삭 후 PCBN 밀링 커터 톱니의 과도한 진동은 개별 톱니에 과도한 부하를 유발하고 공구 파손으로 이어질 수도 있습니다.
대책:
① 연삭에는 단속 연삭이나 다이아몬드 연삭 휠을 사용하십시오.
② 부드러운 그라인딩 휠을 선택하고 정기적으로 다듬어 휠을 날카롭게 유지하십시오.
③ 블레이드 연삭 품질에 주의하고 밀링 커터 톱니의 진동을 엄격하게 제어하십시오.
5) 컷팅금액의 선정이 불합리하다. 양이 너무 많으면 공작 기계가 걸릴 수 있습니다. 간헐적으로 절단하는 경우 절단 속도가 너무 높고 이송 속도가 너무 크며 공백 여유가 고르지 않으면 절단 깊이가 너무 작습니다. 고망간강과 같이 가공 경화 경향이 높은 재료를 절단할 때 이송 속도가 너무 작습니다.
대책: 새로운 절단량을 선택하십시오.
6) 홈의 바닥면이 고르지 않거나 기계식 클램핑 도구의 블레이드가 과도하게 늘어나는 등의 구조적 이유.
대책:
① 칼 홈의 밑면을 다듬어 줍니다.
② 절삭유 노즐의 위치를 ​​합리적으로 배치합니다.
③ 경화된 공구 홀더용 블레이드 아래에 경합금 가스켓을 추가합니다.
7) 과도한 공구 마모.
대책: 적시에 공구나 절삭날을 교체하십시오.
8) 절삭유 흐름이 충분하지 않거나 주입 방법이 올바르지 않으면 칼날이 갑자기 가열되거나 갈라질 수 있습니다.
대책:
① 절삭유 유량을 증가시킨다.
② 절삭유 노즐의 위치를 ​​합리적으로 배치합니다.
③ 스프레이 냉각 등 효과적인 냉각 방법을 사용하여 냉각 효과를 향상시킵니다.
④ *커팅을 이용하여 칼날에 가해지는 충격을 줄여줍니다.
9) 절삭 공구가 너무 높거나 낮게 설치되는 등 절삭 공구가 잘못 설치되었습니다. 엔드 페이스 밀링 커터는 비대칭 정방향 밀링 및 기타 방법을 채택합니다.
대책: 절삭 공구를 다시 설치하십시오.
10) 가공 시스템의 강성이 너무 낮아 절삭 진동이 과도하게 발생합니다.
대책:
① 공작물의 보조 지지력을 높이고 공작물 클램핑의 강성을 향상시킵니다.
② 공구의 오버행 길이를 줄입니다.
③ 공구의 후방 각도를 적절하게 줄입니다.
④ 기타 진동 감소 조치를 채택하십시오.
11) 공구가 작업물의 중간을 절단할 때 과도한 힘을 가하는 등의 부주의한 작동 칼을 집어넣기 전에 차량을 멈추십시오.
대책: 조작 방법에 주의하십시오.
4, 잔해 종양의 축적
1) 형성원인
절삭날 근처 부분, 공구 칩 접촉 영역 내에서 높은 하향 압력으로 인해 칩의 기본 금속이 전면 절삭 표면의 미세하게 고르지 않은 봉우리와 골에 매립되어 진정한 금속 대 금속 접촉을 형성합니다. 틈새가 없어 접착 현상이 발생합니다. 공구 칩 접촉 영역의 이 부분을 접합 영역이라고 합니다. 접합 영역에서는 얇은 금속 재료 층이 칩 하단의 전면 절단 표면에 쌓이고, 칩의 이 부분의 금속 재료는 적절한 절삭 온도에서 심한 변형 및 강화를 겪습니다. 칩이 계속해서 흘러나오면서 후속 절단 흐름의 미는 힘에 의해 이 정체된 재료 층이 칩의 상부 층에 대해 미끄러져 나가 칩 축적 덩어리의 기초가 됩니다. 이어서, 그 위에 히스테리시스 절단 재료의 두 번째 층이 형성되며, 이 층은 지속적으로 축적되어 칩 결절을 형성합니다.
2) 절단 가공에 대한 특성 및 영향
① 피삭재의 경도가 1.5-2.0배로 경도가 높아 전면 절단면을 대체하여 절단이 가능합니다. 절삭날을 보호하고 전면 절삭면의 마모를 줄이는 기능을 가지고 있습니다. 그러나 이물질이 떨어지면 공구와 가공물 사이의 접촉면을 통해 흘러 들어가 공구 뒷면 절단면에 마모가 발생합니다.
② 칩 퇴적물이 형성된 후 공구의 작업 경사각이 크게 증가하여 칩 변형 및 절삭력을 줄이는 데 긍정적인 역할을 합니다.
③ 인선 밖으로 튀어나온 칩이 쌓여 실제 절삭깊이가 증가하여 가공물의 치수정밀도에 영향을 미치게 됩니다.
④ 이물질이 쌓이면 가공물 표면에 "쟁기질"이 발생하여 가공물의 표면 거칠기에 영향을 미칠 수 있습니다. 축적된 이물질의 파편이 가공물 표면에 부착되거나 박혀 딱딱한 반점이 생기고 가공 품질에 영향을 줄 수 있습니다. 공작물의 표면.
위의 분석에서 칩 축적은 절삭, 특히 정밀 가공에 불리하다는 것을 알 수 있습니다.
3) 관리조치
칩 침전물의 형성을 방지하기 위해 칩 기판 재료와 전면 절단면 사이의 접착 또는 변형 강화를 방지하기 위해 다음 조치를 취할 수 있습니다.
① 전면 블레이드 표면의 거칠기를 줄입니다.
② 공구의 전면 각도를 늘립니다.
③ 절단두께를 줄인다.
④ 칩이 쌓이기 쉬운 절삭 속도를 피하기 위해 저속 절삭이나 고속 절삭을 사용하십시오.
⑤ 피삭재를 적절하게 열처리하여 경도를 높이고 소성을 감소시킵니다.
⑥ 내접착성이 우수한 절삭유(유황, 염소가 함유된 극압 절삭유 등)를 사용하십시오.