Przyczyny i rodzaje zużycia podczas łuszczenia prętów

Przyczyny zużycia

Zużycie jest spowodowane jednoczesnym mechanicznym i termicznym obciążeniem krawędzi skrawającej. Najważniejszymi przyczynami są:

  • mechaniczne ścieranie
  • skrawanie miejsc zgrzewania
  • procesy oksydacji
  • dyfuzja

a = dyfuzja

b = mechaniczne ścieranie

c = scaling/oksydacja

d = tworzenie się narostu na ostrzu

ciemnoszary = prędkość skrawania (vc)

czerwony = posuw (f)

jasnoszary = głębokość skrawania (ap)

Wraz ze wzrostem temperatury skrawania przeważają dwie uwarunkowane temperaturą przyczyny zużycia – utlenianie i dyfuzja.

Temperatura skrawania i zużycie zależą w decydującym stopniu od warunków skrawania.

Sposób działania powłoki z materiału twardego

Zastosowanie powłok z materiału twardego na narzędziach z węglika spiekanego redukuje zjawisko zużycia. Zaletą powłoki z materiału twardego jest redukcja 

  • tarcia
  • rozgrzewania
  • oksydacji
  • dyfuzji

Rodzaje zużycia

Zużycie na powierzchni przyłożenia

Ścieranie na powierzchni przyłożenia, normalne zużycie po pewnym czasie skrawania

Potencjalne przyczyny Rozwiązanie
Za wysoka prędkość skrawania Obniżyć prędkość skrawania
Odporność na zużycie Wybrać gatunek węglika spiekanego bardziej odporny na zużycie
Niedopasowany posuw Posuw ustawić w prawidłowej proporcji do prędkości i głębokości skrawania  (zwiększyć posuw)

Wykruszanie się narzędzia

Z powodu nadmiernego obciążenia mechanicznego krawędzi skrawającej dochodzi do wyłamywania się cząsteczek węglika spiekanego.

Potencjalne przyczyny Rozwiązanie
Gatunek zbyt odporny na zużycie Zastosować bardziej ciągliwy gatunek
Wibracje Zastosować negatywną geometrię ostrza z łamaczem wióra
Za wysoki posuw lub za duża głębokość skrawania Dopasować parametry skrawania
Obróbka przerywana Zastosować bardziej ciągliwy gatunek lub bardziej stabilną geometrię
Uderzenie wióra Zastosować inny łamacz wióra

Pęknięcia poprzeczne

Małe pęknięcia pod kątem 90° do krawędzi skrawającej

Potencjalne przyczyny Rozwiązanie
Zmienna temperatura skrawania, 
szok termiczny
Zastosować gatunek bardzie odporny na pęknięcia poprzeczne
Złe chłodzenie Zastosować odpowiednią ilość chłodziwa lub frezować na sucho
Materiały o dużej wytrzymałości Wybrać odpowiednie parametry skrawania
Za wysoka prędkość skrawania Obniżyć prędkość skrawania

Tworzenie się narostu

Na krawędzi skrawającej występuje natapianie materiału, gdy wiór nie spływa prawidłowo z powodu zbyt niskiej temperatury skrawania.

Potencjalne przyczyny Rozwiązanie
Za mała prędkość skrawania Zwiększyć prędkość skrawania
Za mały kąt natarcia Zwiększyć kąt natarcia
Nieodpowiedni materiał skrawający Zastosować powłokę TiN
Niedostateczne chłodzenie/smarowanie Zastosować bardziej tłustą emulsję

Zużycie karbu

Zwężenie na maksimum głębokości skrawania

Potencjalne przyczyny Rozwiązanie
Materiały umacniane zgniotem (np. superstopy) Zredukować prędkość skrawania
Powierzchnia odlewu i odkuwki Zastosować mniejszy kąt przystawienia
Tworzenie się zadziorów Zmienić pozycję roboczą freza

Pęknięcie płytki

W przypadku przeciążenia płytki skrawającej może dojść do jej złamania.

Potencjalne przyczyny Rozwiązanie
Przeciążenie gatunku węglika spiekanego Zastosować bardziej ciągliwy materiał skrawający względnie dopasować parametry skrawania
Brak stabilności Zastosować fazkę ochronną
Za mały kąt ostrza Zwiększyć zaokrąglenie krawędzi skrawającej
Nadmierne zużycie karbu Zastosować bardziej stabilną geometrię i dopasować parametry skrawania
Udarowe zmiany sił skrawania Zredukować posuw

Zużycie żłobkowe

Spływający gorący wiór powoduje powstanie żłobka na powierzchni natarcia płytki.

Potencjalne przyczyny Rozwiązanie
Za wysoka prędkość skrawania, za wysoki posuw lub jedno i drugie Zmniejszyć prędkość skrawania i/lub posuw
Za mały kąt natarcia Zastosować inną geometrię
Gatunek węglika spiekanego z za małą odpornością na zużycie Zastosować gatunek bardzie odporny na zużycie
Błędnie doprowadzone chłodzenie Zwiększyć ilość chłodziwa i/lub ciśnienie, sprawdzić doprowadzenie

Odkształcenia trwałe

Wysoka temperatura skrawania przy jednoczesnym obciążeniu mechanicznym może prowadzić do odkształcenia plastycznego.

Potencjalne przyczyny Rozwiązanie
Za wysoka temperatura robocza, stąd rozmiękczenie materiału bazowego Obniżyć prędkość skrawania
Uszkodzenie powłoki Wybrać gatunek węglika spiekanego bardziej odporny na zużycie
Za wąski łamacz wióra Zastosować inną geometrię