Įrankio dėvėjimas: prasmė, tipai ir priežastys

Perskaitę šį straipsnį, sužinosite apie: - 1. Įrankio dėvėjimo reikšmę 2. Įrankių dėvėjimo tipai 3. Priežastys 4. Augimas 5. Formos 6. Pasekmės.

Įrankio drabužių reikšmė:

Pjovimo įrankiai patiriami labai sunkiai. Jie yra tarp metalo ir metalo kontaktai tarp lusto ir darbinės dalies, esant dideliam stresui ir temperatūrai. Padėtis tampa sunki dėl ekstremalių įtempių ir temperatūros gradientų prie įrankio paviršiaus.

Įrankių nusidėvėjimas paprastai yra laipsniškas procesas dėl reguliaraus veikimo. Įrankio nusidėvėjimą galima palyginti su paprasto pieštuko galo nusidėvėjimu. Pagal Australijos standartą įrankio nusidėvėjimas gali būti apibrėžiamas kaip „įrankio formos pasikeitimas nuo pradinės formos pjovimo metu, atsirandantis dėl laipsniško įrankių medžiagos praradimo“.

Įrankio nusidėvėjimas priklauso nuo šių parametrų:

i. Įrankių ir darbų medžiaga.

ii. Įrankio forma.

iii. Pjovimo greitis.

iv. Maitinti.

v. Iškirpimo gylis.

vi. Naudojamas pjovimo skystis.

vii. Mašinos įrankio charakteristikos ir kt.

Įrankio nusidėvėjimas paveikia šiuos elementus:

i. Padidintos pjovimo jėgos.

ii. Padidėjusi pjovimo temperatūra.

iii. Sumažintas pagamintų dalių tikslumas.

iv. Sumažėjęs įrankio tarnavimo laikas.

v. Prasta paviršiaus apdaila.

vi. Pjovimo operacijų ekonomika.

Įrankių drabužių tipai:

Didelio kontakto įtempiai sukuriami apdirbimo proceso metu dėl: \ t

i) Įrankio grėblys ir žetonai.

ii) Įrankio šono ir apdirbto paviršiaus.

Tai sukelia įvairius nusidėvėjimo modelius, pastebėtus grėblių paviršiuje ir šonuose. Mes vadiname šį laipsnišką įrankio nusidėvėjimą.

Laipsniškas nusidėvėjimas yra neišvengiamas, bet kontroliuojamas. Negalima išvengti nusidėvėjimo. Jis turi įvykti po tam tikro apdirbimo laiko.

Laipsnišką nusidėvėjimą galima kontroliuoti koreguojant. Laipsnišką nusidėvėjimą galima suskirstyti į du pagrindinius nusidėvėjimo tipus, atitinkančius du pjovimo įrankio regionus, kaip parodyta 9.16 pav.

Tai yra šie:

i) Šlaunies susidėvėjimas.

ii) Kraterių nusidėvėjimas.

i) Šoninis dilimas:

Įrankio šoninio paviršiaus (reljefo ar tarpo paviršiaus) susidėvėjimas vadinamas šoniniu nusidėvėjimu. Šoninis susidėvėjimas parodytas 9.17 pav. (A, b, c).

Šoninio dilimo charakteristikos yra šios:

i. Svarbiausias nusidėvėjimas, atsiradęs ant šono paviršiaus, lygiagrečiai su pjovimo kraštu. Dažniausiai tai sukelia abrazyvinis / lipnios pjovimo krašto nusidėvėjimas prieš apdirbtą paviršių.

ii. Paprastai tai kyla dėl aukštų temperatūrų, kurios turi įtakos įrankių ir darbo medžiagų savybėms.

iii. Dėl to susidaro nusidėvėjimo žemė. Nešiojamosios žemės formavimas ne visada yra vienodas pagrindiniame ir mažame įrankio krašte.

iv. Jis gali būti matuojamas naudojant vidutinį nusidėvėjimo žemės dydį (V 3 ) ir didžiausią nusidėvėjimo žemės dydį (VB max ).

v. Jis gali būti aprašytas naudojant įrankio naudojimo trukmės lygtį.

V C T n = C

Bendra lygties forma (atsižvelgiant į pjūvio gylį ir padavimo greitį) yra

V c T n D x F y = C

kur,

V c = pjovimo greitis

T = įrankio tarnavimo laikas

D = pjovimo gylis (mm)

F = padavimo greitis (mm / aps. Arba col. / Aps.)

x ir y = eksponentai, kurie nustatomi eksperimentiškai kiekvienai pjovimo būklei.

C = apdorojimo konstantas, rastas eksperimentuojant arba paskelbus duomenų knygą. Priklauso nuo įrankių medžiagų savybių, darbo dalies ir padavimo greičio.

n = eksponentinis

N = 0, 1–0, 15 vertės (HSS įrankiams)

= 0, 2 - 0, 4 (karbido įrankiams)

= 0, 4–0, 6 (keraminiams įrankiams)

Šoninio dilimo priežastys:

i. Padidėjęs pjovimo greitis sparčiai auga šonuose.

ii. Padidėjęs pašarų kiekis ir pjovimo gylis taip pat gali sukelti didesnį šoninio susidėvėjimą.

iii. Apsauga nuo kietų skydelių darbiniame gabale.

iv. Mikro siūlių pjovimas tarp įrankio ir darbo medžiagos.

v. Atsparumas susikaupusio krašto fragmentams, nukreipiantiems prieš įrankio šoninį paviršių.

Teisės gynimo priemonės, skirtos:

i. Sumažinkite pjovimo greitį.

ii. Sumažinkite pašarų kiekį ir pjovimo gylį.

iii. Jei įmanoma, naudokite kietą karbidą.

iv. Užkirsti kelią pastatytam kraštui, naudodami skaldos pertraukiklius.

Šoninio dilimo poveikis:

i. Bendros pjovimo jėgos padidėjimas.

ii. Komponento paviršiaus šiurkštumo padidėjimas.

iii. Taip pat veikia komponento matmenų tikslumas.

iv. Naudojant formavimo įrankius, šoniniai drabužiai taip pat pakeis pagamintų komponentų formą,

(ii) Kraterių drabužiai:

Įrankio paviršiaus susidėvėjimas vadinamas kraterio nusidėvėjimu. Kaip rodo pavadinimas, nusidėvėjimo forma yra kraterio ar dubens forma. Kraterių nusidėvėjimas parodytas 9.18 pav. (A, b, c).

Kraterių nusidėvėjimo charakteristikos yra šios:

i. Kraterių nusidėvėjimo lustai suardo įrankio rake veidą.

ii. Lustai teka per grėblio paviršių, sukelia didelį trintį tarp lusto ir grėblio veido. Tai sukuria randą ant grėblio veido, kuris paprastai yra lygiagretus pagrindiniam pjovimo kraštui.

iii. Tai šiek tiek normalu įrankio nusidėvėjimui ir labai nesumažina įrankio naudojimo, kol jis tampa pakankamai rimtas, kad sukeltų pjovimo krašto gedimą.

iv. Kraterio nusidėvėjimas gali padidinti darbinį rake kampą ir sumažinti pjovimo jėgą, tačiau taip pat susilpnins pjovimo krašto stiprumą.

v. Dažniau yra plastikinės medžiagos, pvz., plienas, kuris gamina ilgus nepertraukiamus lustus. Jis taip pat yra dažniau naudojamas HSS (High Speed ​​Steel) įrankiuose, nei keramikos ar karbido įrankiuose, kurie turi daug didesnį karštumą.

vi. Kraterio nusidėvėjimo matavimo parametrai matomi 9.18 pav. Kraterio gylis KT yra dažniausiai naudojamas parametras vertinant grėblių veido susidėvėjimą.

vii. Jis atsiranda maždaug aukštyje, lygiame medžiagos pjovimo gyliui, ty kraterio nusidėvėjimo gylis ⋍ pjovimo gylis.

viii. Aukštos temperatūros zonose susidaro susidėvėjimas.

Crater Wear priežastys:

i. Stiprus abrazyvas tarp lustų įrankių sąsajų, ypač ant grėblio veido.

ii. Aukšta temperatūra įrankių lustų sąsajoje.

iii. Padidėjus pašarui, padidėja jėga, veikianti įrankių sąsajoje, tai padidina įrankių lustų sąsajos temperatūrą.

iv. Pjovimo greičio padidėjimas padidina lusto greitį grėblių paviršiuje, o tai lemia temperatūros kilimą lustų įrankių sąsajoje ir taip padidina kraterių nusidėvėjimą.

„Crater Wear“ priemonės:

i. Tinkamų tepalų naudojimas gali sumažinti dilimo procesą ir taip sumažinti kraterių nusidėvėjimą.

ii. Tinkamas aušinimo skystis greitam šilumos išsklaidymui iš įrankių lustų sąsajos.

iii. Sumažintas pjovimo greitis ir padavimo greitis.

iv. Naudokite kietesnes ir karštesnes medžiagas įrankiams.

v. Naudokite teigiamą rake įrankį.

Įrankių dėvėjimo priežastys:

Yra daug įrankių nusidėvėjimo priežasčių.

Kai kurie iš jų yra svarbūs, kad galėtumėte aptarti čia:

i) Abrazyvinis nusidėvėjimas (kietųjų dalelių susidėvėjimas).

ii) klijai.

(iii) Difuzinis nusidėvėjimas.

iv) cheminis nusidėvėjimas.

v) lūžių susidėvėjimas.

i) Abrazyviniai drabužiai (kietųjų dalelių dėvėjimas):

Abrazyvinis nusidėvėjimas iš esmės atsiranda dėl priemaišų, esančių darbinėje medžiagoje, pvz., Anglies nitrido ir oksido junginiuose, taip pat dėl ​​pastatytų krašto fragmentų. Tai mechaninis nusidėvėjimo tipas. Tai yra pagrindinė įrankio nusidėvėjimo priežastis dėl mažo pjovimo greičio.

(ii) Klijai:

Dėl aukšto slėgio ir temperatūros įrankių lustų sąsajoje yra tendencija, kad karštos lustai suvynios į įrankio grotelių veidą. Ši koncepcija veda prie suvirintų jungčių susidarymo ir sunaikinimo. Kai suvirinimas nutraukia pjovimo įrankio daleles. Tai sukelia kraterio nusidėvėjimą. 9.19 pav. Parodyta klijų susidėvėjimas.

(iii) Difuzinio nusidėvėjimo:

Difuzijos nusidėvėjimą paprastai sukelia atominių medžiagų pernešimas tarp kontaktinių medžiagų aukšto slėgio ir temperatūros sąlygomis. Šis reiškinys prasideda nuo lustų įrankių sąsajos. Esant tokioms aukštoms temperatūroms, kai kurios įrankių medžiagų dalelės išsisklaido į lustų medžiagą. Taip pat gali atsitikti, kad kai kurios darbo medžiagos dalelės įterpiamos į įrankių medžiagas.

Šis dalelių keitimas keičia įrankio medžiagos savybes ir sukelia susidėvėjimą, kaip parodyta 9.20 pav.

Dėl šios difuzijos atsiranda įrankio ir darbo dalies sudėties pokyčiai.

Yra keletas išsklaidymo būdų, pavyzdžiui:

a) Bendras įrankio sumažinimas:

Anglies išsklaidymas santykinai giliame paviršiaus sluoksnyje gali sukelti minkštėjimą ir tolesnį įrankio srautą. Tai gali sukelti didelius įrankio geometrijos pokyčius.

b) Pagrindinių įrankių sudedamųjų dalių išskyrimas į darbą:

Įrankio matrica arba pagrindinė stiprinimo sudedamoji dalis gali būti ištirpinta į darbo ir lusto paviršius, kai jie pereina įrankį. Pavyzdžiui: tipinis anglies difuzijos pavyzdys yra paklausos įrankis, geležies ir plieno pjovimas.

c) darbo medžiagos komponento išskyrimas į įrankį:

Į įrankį pasklindančios darbo medžiagos sudedamoji dalis gali pakeisti fizines įrankio paviršiaus sluoksnio savybes. Pavyzdžiui: švino įsiurbimas į įrankį gali sukelti ploną trapų paviršių sluoksnį, šį ploną sluoksnį galima pašalinti smulkinant.

iv) Cheminiai drabužiai:

Cheminis nusidėvėjimas atsiranda dėl cheminio paviršiaus pažeidimo.

Pavyzdžiui:

Korozijos nusidėvėjimas.

(v) „Facture Wear“: „

Gaminio nusidėvėjimas paprastai atsiranda dėl krašto lūžio gale ar ilgyje. Birių gedimas yra labiausiai kenksmingas ir nepageidaujamas nusidėvėjimo tipas, ir tai turėtų būti vengiama kiek įmanoma.

Įrankių dėvėjimo augimas:

Įrankių nusidėvėjimo augimo modelis parodytas 9.21 pav.

Augimą galime padalyti į šias tris zonas:

i) Sunkios nusidėvėjimo zonos.

ii) Pradinė nusidėvėjimo zona.

iii) Sunkios arba galutinės arba katastrofiškos nusidėvėjimo zonos.

i) Pradinė arba greita dėvėjimo zona:

Iš pradžių, naujiems pjovimo kraštams, dėvėjimo augimas yra greitesnis. Pradinis nusidėvėjimo dydis paprastai yra VB = 0, 05–0, 1 mm.

Pradinio ar greito nusidėvėjimo priežastys:

i. Microcraking.

ii. Paviršiaus oksidacija.

iii. Anglies nuostolių sluoksnis.

iv. Įrankių antgalio šlifavimo mikrokristalumas.

ii) Nuolatinė nusidėvėjimo zona:

Po pradinio nusidėvėjimo nustatėme, kad nusidėvėjimo greitis yra santykinai pastovus arba pastovus. Šioje zonoje nusidėvėjimo dydis yra proporcingas pjovimo laikui.

iii) Sunkioji arba galutinė arba katastrofinė nusidėvėjimo zona:

Šioje zonoje nusidėvėjimo greitis yra daug greitesnis ir dėl to atsiranda katastrofiškas pjovimo krašto gedimas.

Kai nusidėvėjimo dydis padidėja iki kritinės vertės, apdirbto paviršiaus šiurkštumas sumažėja, pjovimo jėga ir temperatūra sparčiai didėja, o nusidėvėjimo greitis didėja. Tada įrankis praranda pjovimo gebėjimą. Praktiškai reikėtų vengti šios nusidėvėjimo zonos.

Leistina nusidėvėjimo žemė:

Nusprendę aštrinti peilio kraštą, kai pjovimo kokybė pradeda blogėti, o pjovimo jėgos padidėja per daug, panašiai dar kartą aštrinkite arba pakeiskite pjovimo įrankius.

a) Apdirbto paviršiaus kokybė pradeda blogėti.

b) Pjovimo jėgos gerokai padidėja.

c) žymiai padidėja prieš temperatūrą pakilęs kiekis.

Vidutinis leistino šoninio nusidėvėjimo plotis svyruoja nuo 0, 2 mm (tiksliam posūkio režimui) iki 1 mm (grubus posūkio režimas).

Toliau pateiktoje 9.11 lentelėje pateikiama keletas rekomenduojamų leistinų vidutinių nusidėvėjimo žemės (VB) verčių įvairioms operacijoms ir pjovimo įrankiams:

Įrankių dėvėjimo formos:

Šoniniai ir krateriniai drabužiai yra labai dažni drabužių tipai.

Kai kurios kitos įrankių nusidėvėjimo formos yra:

(i) Termoelektriniai drabužiai.

(ii) terminis krekingas ir įrankio lūžis.

iii) ciklinis terminis ir mechaninis krūvio nusidėvėjimas.

(iv) Briaunos briaunos.

v) Įvedimo arba išėjimo gedimai.

i) Termoelektriniai drabužiai:

Tai galima pastebėti aukštoje temperatūroje. Aukštoje temperatūroje susidaro šiluminė pora tarp darbinės dalies ir įrankio.

Dėl šio poveikio įtampa tarp darbinės dalies ir įrankio. Tai gali sukelti elektros srovę tarp dviejų. Tačiau šis nusidėvėjimo tipas nebuvo aiškiai išvystytas.

ii) terminis krekingas ir įrankio lūžis:

Tai dažna frezavimo atveju. Frezuojant įrankiai yra apdorojami ciklinėmis ir mechaninėmis apkrovomis. Dantys gali sugesti dėl mechanizmo, kuris nepastebėtas nepertraukiamu pjovimu. Terminis krekingas gali būti sumažintas sumažinant pjovimo greitį arba naudojant įrankio medžiagos rūšį, turinčią didesnį atsparumą šilumai.

iii) ciklinis terminis ir mechaninis krūvio dėvėjimas:

Ciklinis temperatūros pokytis frezavimo procese sukelia ciklinį šiluminį stresą įrankio paviršiaus sluoksnyje, kuris plečiasi ir sutampa. Tai gali sukelti terminio nuovargio plyšių susidarymą šalia pjovimo krašto.

Dažniausiai tokie įtrūkimai yra statmeni pjovimo briaunai ir pradeda formuotis išoriniame įrankio kampe, skleidžiant į vidų. Šių įtrūkimų augimas galiausiai lemia krašto smulkinimą arba įrankio lūžimą. Nepakankamas aušinimo skystis gali skatinti kreko susidarymą.

iv) Briaunos pjaustymas:

Frezavimo metu dažniausiai stebimas krašto smulkinimas. Tai gali atsitikti, kai įrankis pirmiausia kontaktuoja su dalimi (įvesties gedimu) arba, dažniau, kai jis išeina iš dalies (išeiti gedimas).

v) Įvedimo ar išėjimo nesėkmės:

Įvedimo gedimas dažniausiai pasitaiko, kai išorinis įdėklo kampas pirmiausia nukreipia į dalį. Tai labiau tikėtina, kai pjaustytuvo kėlimo kampai yra teigiami. Dėl to lengviausia užkirsti kelią patekimui į rinką, pereinant nuo teigiamo prie neigiamo rake kampo pjovimo.

Įrankių dėvėjimo pasekmės:

Įrankio nusidėvėjimo poveikis technologiniam veikimui yra toks:

i) Pjovimo jėgų padidėjimas:

Pjovimo jėgos paprastai padidinamos naudojant įrankį. Kraterių nusidėvėjimas, šoninio nusidėvėjimo (arba nusidėvėjusios žemės formavimas) ir pjovimo briaunos smulkinimas veikia įvairiais būdais. Vis dėlto kraterių susidėvėjimas gali tam tikromis aplinkybėmis sumažinti jėgas, efektyviai padidindamas įrankio rake kampą. Dėl padidėjusio trinties jėgos beveik visuomet didėja pjovimo jėga, nes susidėvėjęs paviršius (šoninė arba nusidėvėjimo žemė) ir skalda.

ii) Paviršiaus šiurkštumo padidėjimas:

Padidėjus įrankiui, padidėja apdirbto komponento paviršiaus šiurkštumas. Tai ypač pasakytina apie įrankį, kurį dėvėjo skalda. Nors yra aplinkybių, kuriomis nusidėvėjusi žemė gali sudeginti (poliruoti) gabalą ir sukurti gerą apdailą.

(iii) vibracijos padidėjimas arba pokytis:

Vibracija arba pleiskanojimas yra dar vienas svarbus pjovimo proceso aspektas, kurį gali paveikti įrankių nusidėvėjimas.

Dėvima žemė padidina įrankio polinkį į dinamišką nestabilumą ar vibraciją. Kai įrankis yra aštrus, pjovimo operacija yra visiškai be vibracijų. Kita vertus, kai įrankis nešioja, pjovimo operacijai taikomas nepriimtinas vibracijos ir drebulys.

iv) Matmenų tikslumo sumažėjimas:

Dėl šoninio nusidėvėjimo įrankio plano geometrija gali sutrikti. Tai gali turėti įtakos pagaminto komponento matmenims. Jis gali paveikti komponento formą.

Pavyzdžiui:

Jei įrankio nusidėvėjimas yra greitas, cilindrinis posūkis gali sukelti kūgį.