CNC-værktøjsmaskiner er computerstyrede automatiserede højpræcisionsmaskiner, der bruger skæreværktøjer i gentagne mønstre til præcise fremføringsbevægelser. CNC-bearbejdningsværktøjer bruges normalt til fremstilling af dele, der kræver høj præcision og nøjagtighed. Når først CNC-bearbejdningsværktøjet er beskadiget, vil det miste evnen til at skære emnematerialet, hvilket får nøjagtigheden af den bearbejdede del til at falde eller endda ude af stand til at fuldføre bearbejdningen som planlagt. Den følgende artikel vil i detaljer introducere årsagerne og løsningerne til skader på CNC-bearbejdningsværktøjer.
Beskadigelse af CNC-bearbejdningsværktøj er svigt og gradvist svigt af skærende værktøjer på grund af rutinedrift. Hvert værktøj vil opleve mindre slitage på et tidspunkt i dets livscyklus. Værktøjsskader kan dog skade emnet, så det er vigtigt at undgå værktøjsskader for at opnå optimal endefræserydelse. Beskadigelse af CNC-bearbejdningsværktøj kan også føre til udstyrsfejl, hvilket kan resultere i alvorlige skader, efterbearbejdning og deleskrot.
For at forlænge CNC-bearbejdningsværktøjets levetid er det vigtigt at identificere og afbøde de forskellige tegn på værktøjsskader. Både termiske og mekaniske spændinger kan føre til beskadigelse af CNC-bearbejdningsværktøjet, hvor varme og slid er de primære årsager. At lære at identificere de mest almindelige typer af CNC-bearbejdningsværktøjsskader og deres årsager kan hjælpe maskinmestre med hurtigt at løse problemer og forlænge værktøjets levetid.
Årsager til skader på CNC-bearbejdningsværktøj og løsninger
1. CNC-bearbejdningsværktøj beskadiger overfladeafskalning
For sprøde CNC-bearbejdningsværktøjer er skøre materialer såsom hårdmetal og porcelæn tilbøjelige til at sprænge, når overfladen af bearbejdningsværktøjet udsættes for vekslende kontaktspændinger på grund af defekter eller potentielle revner i overfladestrukturen eller resterende overfladespændinger fra svejsning, slibning processer osv. Værktøjsflager kan forekomme på den forreste værktøjsflade såvel som på den bagerste værktøjsflade. Flagerne er flagende, og det skrællede område er stort. Det belagte værktøj kan flage af, og bearbejdningsværktøjet kan fortsætte med at arbejde i mindre alvorlige tilfælde, mens det i svære tilfælde vil miste sin skæreevne.
2. Skæredel plastisk deformation
Nogle CNC-bearbejdningsværktøjer af stål og højhastighedsstålmaterialestyrke og -hårdhed er relativt lav, skæredelen kan forekomme plastisk deformation. Karbider i høj temperatur og tredimensionel trykspænding, når de arbejder direkte under overfladen, vil også producere plastisk flow eller endda forårsage plastisk deformation af skærkanten eller værktøjsspidsen, hvilket resulterer i overfladekollaps. Sammenbruddet sker generelt ved store skærevolumener og ved bearbejdning af hårde materialer. TiC-baseret hårdmetal har et mindre elasticitetsmodul end WC-baseret hårdmetal, så førstnævnte har accelereret modstandsdygtighed over for plastisk deformation. PCD og PCBN er stort set fri for plastisk deformation.
3. Termisk krakning af CNC-bearbejdningsværktøjer
Når CNC-bearbejdningsværktøjer udsættes for vekslende mekaniske og termiske belastninger, vil vekslende termiske spændinger uundgåeligt blive genereret på overfladen af skæredelen på grund af gentagen termisk ekspansion og kold sammentrækning, hvilket resulterer i revner i CNC-bearbejdningsværktøjet og dermed skrotning. For eksempel, når et værktøj fremstillet af hård legering bruges til højhastighedsfræsning, udsættes værktøjets tænder konstant for cyklisk stød og vekslende termiske spændinger, hvilket resulterer i lodrette revner på overfladen af det forreste værktøj. Nogle CNC-bearbejdningsværktøjer er ikke udsat for væsentlige vekslende belastninger og spændinger, men de kan også være udsat for termiske spændinger på grund af inkonsistente overflade- og interne temperaturer. Derudover er der uundgåelige defekter i CNC-bearbejdningsværktøjets materiale, så der kan også opstå revner i skæret. Efter at der er dannet revner, kan værktøjet nogle gange fortsætte med at arbejde i nogen tid.
4. Slid på bagsiden af CNC-bearbejdningsværktøjet
CNC-værktøjsmaskiners kornslid forekommer normalt på bagsiden af værktøjet, og dette er forårsaget af mekaniske vekslende spændinger. Hvis værktøjsmaterialets hårdhed ikke er høj, skærehastigheden er for høj under bearbejdning og fremføringen er for lille, kan det føre til for stor skade på bagsiden af CNC-bearbejdningsværktøjet, hvilket reducerer størrelsen. Nøjagtigheden af den bearbejdede overflade øger friktionsmodstanden under store skæringer. Derfor bør du så vidt muligt bruge værktøjsmaterialer med høj slidstyrke, samtidig med at du reducerer skærehastigheden, øger mængden af fremføring og øger værktøjets rygvinkel for at undgå eller reducere muligheden for slid på værktøjets overflade efter genereringen af CNC-bearbejdningsværktøjer.
