W obróbce CNC trwałość narzędzia odnosi się do czasu, w którym ostrze narzędzia skrawa przedmiot obrabiany w trakcie całego procesu, od początku obróbki do zeskrobania ostrza narzędzia, lub do rzeczywistej długości powierzchni przedmiotu obrabianego w trakcie procesu skrawania.
1. Czy można wydłużyć żywotność narzędzia?
Żywotność narzędzia wynosi zaledwie 15-20 minut. Czy można ją jeszcze bardziej wydłużyć? Oczywiście, żywotność narzędzia można łatwo wydłużyć, ale tylko kosztem zmniejszenia prędkości linii. Im niższa prędkość linii, tym wyraźniejszy wzrost trwałości narzędzia (ale zbyt niska prędkość linii spowoduje drgania podczas obróbki, co skróci żywotność narzędzia).
2. Czy wydłużenie żywotności narzędzi ma jakieś praktyczne znaczenie?
W kosztach obróbki przedmiotu obrabianego udział kosztu narzędzia jest bardzo niewielki. Prędkość linii produkcyjnej spada, nawet jeśli żywotność narzędzia wzrasta, ale czas obróbki przedmiotu obrabianego również wzrasta. Liczba przedmiotów obrabianych przez narzędzie niekoniecznie wzrośnie, ale koszt obróbki przedmiotu obrabianego wzrośnie.
Trzeba dobrze zrozumieć, że sensowne jest zwiększenie liczby obrabianych elementów tak bardzo, jak to możliwe, przy jednoczesnym zapewnieniu jak największej trwałości narzędzia.
3. Czynniki wpływające na trwałość narzędzia
1. Prędkość linii
Prędkość liniowa ma największy wpływ na trwałość narzędzia. Jeśli prędkość liniowa jest wyższa niż 20% określonej prędkości liniowej w próbce, trwałość narzędzia zmniejszy się do połowy pierwotnej; jeśli zostanie zwiększona do 50%, trwałość narzędzia wyniesie tylko 1/5 pierwotnej. Aby wydłużyć trwałość narzędzia, konieczna jest znajomość materiału, stanu każdego obrabianego przedmiotu oraz zakresu prędkości liniowej wybranego narzędzia. Narzędzia skrawające każdej firmy mają różne prędkości liniowe. Można przeprowadzić wstępne wyszukiwanie na podstawie odpowiednich próbek dostarczonych przez firmę, a następnie dostosować je do konkretnych warunków podczas obróbki, aby uzyskać idealny efekt. Dane dotyczące prędkości liniowej podczas obróbki zgrubnej i wykańczającej nie są spójne. Obróbka zgrubna koncentruje się głównie na usuwaniu naddatku, a prędkość liniowa powinna być niska; w przypadku obróbki wykańczającej głównym celem jest zapewnienie dokładności wymiarowej i chropowatości, a prędkość liniowa powinna być wysoka.
2. Głębokość cięcia
Wpływ głębokości skrawania na trwałość narzędzia nie jest tak duży, jak prędkość liniowa. Każdy rodzaj rowka charakteryzuje się stosunkowo szerokim zakresem głębokości skrawania. Podczas obróbki zgrubnej głębokość skrawania powinna być maksymalnie zwiększona, aby zapewnić maksymalną wydajność usuwania naddatku; podczas obróbki wykańczającej głębokość skrawania powinna być jak najmniejsza, aby zapewnić dokładność wymiarową i jakość powierzchni przedmiotu obrabianego. Głębokość skrawania nie może jednak przekraczać zakresu skrawania geometrii narzędzia. Zbyt duża głębokość skrawania uniemożliwia wytrzymanie siły skrawania, co prowadzi do wykruszania się narzędzia; zbyt mała głębokość skrawania powoduje jedynie zdrapywanie i ściskanie powierzchni przedmiotu obrabianego, powodując poważne zużycie powierzchni przyłożenia, a tym samym skracając trwałość narzędzia.
3. Podawanie
W porównaniu z prędkością liniową i głębokością skrawania, posuw ma najmniejszy wpływ na trwałość narzędzia, ale największy na jakość powierzchni przedmiotu obrabianego. Podczas obróbki zgrubnej zwiększenie posuwu może zwiększyć tempo usuwania naddatku; podczas obróbki wykańczającej zmniejszenie posuwu może zwiększyć chropowatość powierzchni przedmiotu obrabianego. Jeśli chropowatość na to pozwala, posuw można maksymalnie zwiększyć, aby poprawić wydajność obróbki.
4. Wibracje
Oprócz trzech głównych elementów skrawających, wibracje są czynnikiem, który ma największy wpływ na trwałość narzędzia. Istnieje wiele przyczyn wibracji, w tym sztywność obrabiarki, sztywność narzędzia, sztywność przedmiotu obrabianego, parametry skrawania, geometria narzędzia, promień łuku końcówki narzędzia, kąt przyłożenia ostrza, wydłużenie wysięgu trzonka narzędzia itp., ale głównym powodem jest to, że system nie jest wystarczająco sztywny, aby wytrzymać Siła skrawania podczas obróbki powoduje stałe wibracje narzędzia na powierzchni przedmiotu obrabianego podczas obróbki. Aby wyeliminować lub zmniejszyć wibracje, należy rozważyć kompleksowo. Wibracje narzędzia na powierzchni przedmiotu obrabianego można rozumieć jako ciągłe stukanie między narzędziem a przedmiotem obrabianym, zamiast normalnego cięcia, co spowoduje drobne pęknięcia i odpryski na końcówce narzędzia, a te pęknięcia i odpryski spowodują wzrost siły skrawania. Duże wibracje są dodatkowo nasilone, co z kolei powoduje dalszy wzrost stopnia pęknięć i odprysków, a żywotność narzędzia jest znacznie zmniejszona.
5. Materiał ostrza
Podczas obróbki przedmiotu obrabianego bierzemy pod uwagę przede wszystkim jego materiał, wymagania dotyczące obróbki cieplnej oraz to, czy obróbka jest przerywana. Na przykład ostrza do obróbki części stalowych i ostrza do obróbki żeliwa, a także ostrza o twardości HB215 i HRC62, niekoniecznie są takie same; ostrza do obróbki przerywanej i ciągłej nie są takie same. Ostrza stalowe stosuje się do obróbki części stalowych, ostrza odlewane do obróbki odlewów, ostrza CBN do obróbki stali hartowanej itd. W przypadku tego samego materiału przedmiotu obrabianego, w przypadku obróbki ciągłej, należy zastosować ostrze o wyższej twardości, co może zwiększyć prędkość skrawania przedmiotu obrabianego, zmniejszyć zużycie ostrza narzędzia i skrócić czas obróbki; w przypadku obróbki przerywanej należy użyć ostrza o lepszej wytrzymałości. Może to skutecznie zmniejszyć nietypowe zużycie, takie jak wykruszanie, i wydłużyć żywotność narzędzia.
6. Liczba użyć ostrza
Podczas użytkowania narzędzia wytwarza się duża ilość ciepła, co znacznie podnosi temperaturę ostrza. Gdy ostrze nie jest obrabiane ani chłodzone wodą, jego temperatura spada. W związku z tym ostrze stale znajduje się w wyższym zakresie temperatur, co powoduje, że pod wpływem ciepła rozszerza się i kurczy, powodując drobne pęknięcia. Podczas obróbki ostrza pierwszą krawędzią, żywotność narzędzia jest normalna; jednak wraz ze wzrostem użytkowania ostrza, pęknięcie będzie się rozprzestrzeniać na kolejne ostrza, co skróci ich żywotność.
Czas publikacji: 10 marca 2021 r.
