Bris d'outil, usure, causes d'écaillage et solutions

T oh Cassé

La performance du bris d'outil

1) Le tranchant s'est légèrement ébréché

Lorsque la structure, la dureté et la marge du matériau de la pièce sont inégales, l'angle de coupe est trop grand et la résistance de l'arête de coupe est faible, le système de traitement n'est pas assez rigide pour provoquer des vibrations, ou lorsque la coupe est interrompue et la qualité de meulage est médiocre , le tranchant est sujet à l'écaillage. C'est-à-dire que de minuscules avalanches, entailles ou écaillages apparaissent dans la zone de la lame. Après cela, l'outil perdra une partie de sa capacité de coupe, mais il pourra continuer à fonctionner. Lorsque la coupe se poursuit, la partie endommagée de la zone de la lame peut s'étendre rapidement, entraînant des dommages plus importants.

2) Écaillage du tranchant ou de la pointe

Ce type de dommage se produit souvent dans des conditions de coupe plus sévères que celles qui provoquent l'écaillage de l'arête de coupe, ou est un développement ultérieur de l'écaillage. La taille et l'étendue de l'effondrement sont plus grandes que celles du micro-effondrement, de sorte que l'outil perd complètement la capacité de coupe et doit cesser de fonctionner. La pointe cassée d'un couteau est souvent appelée chute de pointe.

3) Lame ou outil cassé

Lorsque les conditions de coupe sont extrêmement mauvaises, la quantité de coupe est trop importante, il y a une charge d'impact, il y a des microfissures dans la lame ou le matériau de l'outil, en raison de la contrainte résiduelle dans la lame due au soudage, à l'affûtage et à des facteurs tels que la négligence. opération, la lame ou l'outil peut être causé Il se casse. Après ce type de dommage, l'outil ne peut plus être utilisé, ce qui entraîne des rebuts.

4) La surface de la lame se décolle

Pour les matériaux fragiles, tels que le carbure cémenté, la céramique, le PCBN, etc. à forte teneur en TiC, il existe des contraintes résiduelles dans la surface dues à des défauts ou à des fissures potentielles dans la structure de surface, ou dues au soudage ou à l'affûtage. Il est facile à décoller lorsque la surface de l'outil n'est pas suffisamment stable ou que la surface de l'outil est soumise à des contraintes de contact alternées. Un écaillage peut se produire sur la surface du râteau, le couteau peut se produire sur la surface du flanc, le matériau de pelage se présente sous la forme de flocons et la zone de pelage est grande. L'outil de revêtement est plus susceptible de se décoller. Une fois la lame légèrement pelée, elle peut continuer à fonctionner et la capacité de coupe sera perdue après un pelage sévère.

5) Déformation plastique de la partie coupante

En raison de la faible résistance et de la faible dureté de l'acier et de l'acier rapide, une déformation plastique peut se produire dans la partie coupante. Lorsque le carbure cémenté fonctionne à haute température et sous une contrainte de compression tridirectionnelle, il produit également un écoulement plastique de surface, et même provoque une déformation plastique du tranchant ou de la pointe de l'outil et provoque un effondrement. L'effondrement se produit généralement lorsque la quantité de coupe est importante et que des matériaux durs sont traités. Le module d'élasticité du carbure cémenté à base de TiC est inférieur à celui du carbure cémenté à base de WC, de sorte que la résistance du premier à la déformation plastique est accélérée ou échoue rapidement. Le PCD et le PCBN ne subissent pratiquement pas de déformation plastique.

6) Fissuration à chaud de la lame

Lorsque l'outil est soumis à des charges mécaniques et thermiques alternées, la surface de la partie coupante produira inévitablement des contraintes thermiques alternées dues à la dilatation et à la contraction thermiques répétées, ce qui entraînera la fatigue et la fissuration de la lame. Par exemple, lorsqu'une fraise en carbure cémenté effectue un fraisage à grande vitesse, les dents de la fraise sont constamment soumises à des chocs périodiques et à des contraintes thermiques alternées, et des fissures en forme de peigne sont générées sur la face de coupe. Bien que certains outils n'aient pas de charges et de contraintes alternées évidentes, des contraintes thermiques seront également générées en raison de l'incohérence de la température de surface et de la température interne. De plus, il y a inévitablement des défauts dans le matériau de l'outil, de sorte que la lame peut également se fissurer. Une fois la fissure formée, l'outil peut parfois continuer à fonctionner pendant un certain temps, et parfois la croissance rapide de la fissure provoque la rupture de la lame ou le décollement sérieux de la face de la lame.

Comment éviter les bris d'outils

1) Selon les caractéristiques des matériaux et des pièces traités, sélectionnez raisonnablement différents types et qualités de matériaux d'outils. Sur la base d'un certain degré de dureté et de résistance à l'usure, le matériau de l'outil doit être garanti pour avoir la ténacité nécessaire.

2) Choisir raisonnablement les paramètres géométriques de l'outil. En ajustant les angles avant et arrière, les angles de déviation principaux et auxiliaires, les angles d'inclinaison de la lame, etc., pour s'assurer que le tranchant et la pointe ont une bonne résistance. Le meulage d'un chanfrein négatif sur l'arête de coupe est une mesure efficace pour éviter l'affaissement de l'outil.

3) Assurez la qualité du soudage et de l'affûtage et évitez divers défauts causés par un soudage et un affûtage inappropriés. L'outil de coupe utilisé dans le processus clé doit être meulé pour améliorer la qualité de la surface et vérifier les fissures.

4) Choisissez raisonnablement la quantité de coupe pour éviter une force de coupe excessive et une température de coupe élevée pour éviter d'endommager l'outil.

5) Dans la mesure du possible, assurez-vous que le système de traitement a une meilleure rigidité et réduisez les vibrations.

6) Adoptez la méthode de fonctionnement correcte, essayez de faire en sorte que l'outil ne supporte pas ou supporte le moins possible la charge soudaine.

Usure des outils

Les causes d'usure peuvent être divisées en :

1) Usure abrasive

Il y a souvent de minuscules particules d'une dureté extrêmement élevée dans le matériau traité, qui peuvent dessiner des rainures sur la surface de l'outil, ce qui est l'usure abrasive. L'usure par abrasion existe de tous les côtés, et la face de coupe est la plus évidente. De plus, l'usure du chanvre peut se produire à différentes vitesses de coupe, mais pour la coupe à basse vitesse, en raison de la température de coupe plus basse, l'usure causée par d'autres raisons n'est pas évidente, donc l'usure abrasive est la principale raison. De plus, plus la dureté de l'outil est faible, plus l'usure abrasive est importante.

2) Usure de soudage à froid

Lors de la coupe, il y a beaucoup de pression et de fortes frictions entre la pièce, la coupe et les faces avant et arrière, donc une soudure à froid se produira. En raison du mouvement relatif entre les paires de friction, le soudage à froid produira des fissures et sera emporté d'un côté, ce qui entraînera une usure du soudage à froid. L'usure par soudage à froid est généralement plus importante à des vitesses de coupe modérées. Selon les expériences, les métaux fragiles sont plus résistants que les métaux plastiques en résistance au soudage à froid; les métaux multiphasés sont plus petits que les métaux unidirectionnels; les composés métalliques ont moins tendance au soudage à froid que les substances simples; et les éléments du groupe B du tableau périodique des éléments chimiques ont une tendance plus faible au soudage à froid avec du fer. Le soudage à froid de l'acier rapide et du carbure cémenté est plus sérieux lors de la coupe à basse vitesse.

3) Usure de diffusion

Lors du processus de coupe à haute température et du contact entre la pièce et l'outil, les éléments chimiques des deux parties se diffusent à l'état solide, modifiant la composition et la structure de l'outil, fragilisant la surface de l'outil, et augmenter l'usure de l'outil. Le phénomène de diffusion maintient toujours la diffusion continue des objets à fort gradient de profondeur vers les objets à faible gradient de profondeur.

4) Usure oxydative

Lorsque la température augmente, la surface de l'outil s'oxyde pour produire des oxydes plus tendres et l'usure formée par le frottement des copeaux est appelée usure oxydative. Par exemple, à 700℃~800℃, l'oxygène dans l'air s'oxydera avec le cobalt, le carbure et le carbure de titane dans le carbure cémenté pour former un oxyde plus doux ; à 1000 ℃, le PCBN réagira chimiquement avec la vapeur d'eau.

Selon la forme d'usure, il peut être divisé en :

1) Dégâts de la face du râteau

Lors de la coupe de matériaux plastiques à des vitesses plus élevées, les pièces sur la face de coupe proches de la force de coupe s'usent en une forme de croissant concave sous l'action des copeaux, c'est pourquoi on l'appelle aussi usure en cratère. Au début de l'usure, l'angle de coupe de l'outil augmente, ce qui améliore les conditions de coupe et facilite l'enroulement et la rupture des copeaux. Cependant, lorsque la cavité en croissant augmente davantage, la résistance du bord de coupe est considérablement affaiblie, ce qui peut éventuellement provoquer l'affaissement et l'endommagement du bord de coupe. Cas. Lors de la découpe de matériaux fragiles ou de la découpe de matériaux plastiques avec une vitesse de coupe inférieure et une épaisseur de coupe plus fine, l'usure en cratère ne se produit généralement pas.

2) Usure de la pointe de l'outil

L'usure du nez de l'outil est l'usure de la surface de flanc de l'arc de pointe et de la surface de flanc secondaire adjacente, et c'est la continuation de l'usure de la surface de flanc de l'outil. Du fait des mauvaises conditions de dissipation thermique et de la concentration des contraintes, la vitesse d'usure est plus rapide que le flanc. Parfois, une série de petites rainures d'une distance égale à l'avance se forme sur le flanc secondaire, ce que l'on appelle l'usure des rainures. Ils sont principalement causés par la couche durcie et les lignes de coupe sur la surface usinée. Lors de la coupe de matériaux difficiles à couper avec une forte tendance à l'écrouissage, il est plus susceptible de provoquer une usure des rainures. L'usure de la pointe de l'outil a le plus grand impact sur la rugosité de surface et la précision d'usinage de la pièce.

3) Usure des flancs

Lors de la coupe de matières plastiques avec une grande épaisseur de coupe, la face de flanc de l'outil peut ne pas entrer en contact avec la pièce en raison de l'existence d'arêtes rapportées. De plus, la face de flanc entre généralement en contact avec la pièce et une zone d'usure avec un angle de dégagement de 0 est formée sur la face de flanc. Généralement, au milieu de la longueur utile du tranchant, l'usure du flanc est relativement uniforme, de sorte que le degré d'usure du flanc peut être mesuré par la largeur VB de la zone d'usure du flanc du tranchant. Étant donné que divers types d'outils présentent presque tous une usure de flanc dans différentes conditions de coupe, en particulier lors de la coupe de matériaux cassants ou de la coupe de matières plastiques avec une épaisseur de coupe plus petite, l'usure de l'outil est principalement une usure de flanc et la zone d'usure La mesure de la largeur VB est relativement simple, donc VB est généralement utilisé pour indiquer le degré d'usure de l'outil. Plus le VB est grand, non seulement augmentera la force de coupe et provoquera des vibrations de coupe, mais affectera également l'usure de l'arc de la pointe de l'outil, affectant ainsi la précision d'usinage et la qualité de la surface usinée.

Écaillage d'outils

Causes et Solutions De L'Écaillage D'outil

1) Les nuances et les spécifications de la lame sont mal sélectionnées, par exemple l'épaisseur de la lame est trop fine ou les nuances trop dures et cassantes sont sélectionnées pour l'usinage grossier.

Solutions :Augmentez l'épaisseur de la lame ou installez la lame à la verticale, et choisissez une nuance avec une résistance à la flexion et une ténacité plus élevées.

2) Mauvaise sélection des paramètres de géométrie de l'outil (tels que des angles avant et arrière trop grands, etc.).

Solutions :L'outil peut être repensé à partir des aspects suivants.

① Réduisez les angles avant et arrière de manière appropriée.

② Utilisez un angle d'inclinaison de lame négatif plus grand.

③ Réduisez l'angle d'attaque.

④ Utilisez un chanfrein négatif ou un arc de tranchant plus grand.

⑤ Aiguisez le tranchant de la transition pour améliorer la pointe de l'outil.

3) Le processus de soudage de la lame est incorrect, provoquant une tension de soudage excessive ou des fissures de soudage.

Solution :

①Évitez d'utiliser une structure de fente de lame avec trois côtés fermés.

② Sélectionnez correctement la soudure.

③Évitez d'utiliser une flamme oxyacétylénique pour chauffer le soudage et gardez au chaud après le soudage pour éliminer les contraintes internes.

④ Utilisez autant que possible une structure de serrage mécanique.

4) Une mauvaise méthode d'affûtage entraînera des contraintes de meulage et des fissures de meulage; après l'affûtage de la fraise PCBN, la vibration des dents est trop importante, ce qui surchargera les dents individuelles et fera frapper le couteau.

Solution :

①Utilisez un meulage intermittent ou un meulage à meule diamantée.

②Choisissez une meule plus douce et dressez-la fréquemment pour garder la meule affûtée.

③Faites attention à la qualité de l'affûtage et contrôlez strictement les vibrations des dents de la fraise.

5) La sélection de la quantité de coupe est déraisonnable. Si la quantité est trop importante, la machine deviendra étouffante; lors d'une coupe intermittente, la vitesse de coupe est trop élevée, la vitesse d'alimentation est trop grande et la marge du blanc est inégale, la profondeur de coupe est trop petite; coupe de l'acier à haute teneur en manganèse Pour les matériaux à forte tendance à l'écrouissage, l'avance est trop faible, etc.

Contre-mesure :sélectionnez à nouveau la quantité de coupe.

6) Raisons structurelles telles que la surface inférieure inégale de la fente de l'outil de serrage mécanique ou la lame excessivement étendue.

Solution :

① Coupez la surface inférieure de la rainure du couteau.

② Aménagez raisonnablement la position de la buse de fluide de coupe.

③La tige durcie ajoute un joint en alliage dur sous la lame.

7) Usure excessive de l'outil.

Solutions :Changer d'outil ou de tranchant à temps.

8) Le débit de liquide de coupe est insuffisant ou la méthode de remplissage est incorrecte, ce qui rend la lame chaude et fissurée.

Solution :

① Augmenter le débit de liquide de coupe.

② Disposez raisonnablement la position de la buse de liquide de coupe.

③ Utilisez des méthodes de refroidissement efficaces telles que le refroidissement par pulvérisation pour améliorer l'effet de refroidissement.

④ Utilisez * la coupe pour réduire l'impact sur la lame.

9) L'outil est mal installé, par exemple :l'outil de coupe est installé trop haut ou trop bas; la fraise à surfacer utilise un fraisage descendant asymétrique, etc.

Contre-mesure :réinstallez l'outil.

10) La rigidité du système de traitement est trop faible, ce qui entraîne des vibrations de coupe excessives.

Solution :

① Augmenter le support auxiliaire de la pièce pour améliorer la rigidité du serrage de la pièce.

② Réduire la longueur du porte-à-faux de l'outil.

③ Réduisez de manière appropriée l'angle de dégagement de l'outil.

④ Utilisez d'autres mesures anti-vibrations.

11) Opération négligente, telle que :Lorsque l'outil coupe depuis le milieu de la pièce, l'action est trop violente; l'outil n'a pas été rétracté et il s'arrête immédiatement.

Contre-mesure :Faites attention à la méthode de fonctionnement.