Въведение
Тъпите режещи инструменти са по-склонни да се счупят. Ако имате счупен инструмент, значи имате парче скрап. Това означава часове загубено време. Ето какво се случи.
Повредите на CNC инструментите не се проявяват. Те се натрупват бавно. Ще видите малки прорези по режещия ръб, натрупване на стружки по страничната стенка и микропукнатини, причинени от термично циклиране. След това производителността на рязане се влошава, повърхността става по-грапава и размерите вече не са толкова прецизни.
Наистина е важно да разберете как CNC режещите инструменти се повреждат, за да сте сигурни, че получавате най-добрата възвръщаемост на парите си. Всяка повреда означава загуба на производителност поради престой на машината, подмяна на инструменти и бракувани части. Тази статия ще разгледа причините за повредите и какви са последствията, както и начините, по които операторите могат да ги избегнат.
Какво причинява неизползваемостта на режещите инструменти?
Режещ инструмент се поврежда. Причината не винаги е очевидна. Ето какво всъщност се случва на ръба.
Абразивно износване
Твърдите частици могат да причинят триене с режещия инструмент. Обработваният материал може да съдържа карбиди или оксиди, или повърхността на детайла може да има твърд оксиден слой. Тези частици действат като шкурка. В резултат на това CNC режещият ръб се износва, затова, моля, намалете скоростта на рязане. Тогава инструментът спира да реже чисто. Това е основна форма на повреда на CNC режещите инструменти в чугуни и алуминий с високо съдържание на силиций.
Износване от лепило (натрупване на ръб)
Материалът на детайла залепва за върха на инструмента. Налягането и топлината го заваряват там. Натрупването расте. То променя геометрията на инструмента. След това се отчупва, отнасяйки парче от инструмента със себе си. Това се случва с лепкави материали като нисковъглеродна стомана и алуминий. Ръбът изглежда нащърбен. Класическо повреждане на CNC инструмент от адхезия.
Дифузионно износване
Високата температура го прави. Материалът на инструмента и материалът на детайла се смесват химически на атомно ниво. Атомите мигрират от инструмента в стружката. Инструментът губи твърдостта си на повърхността. Острието се износва бързо. Няма механично триене - само топлина.
Термичен крекинг
Режещият инструмент се нагрява и след това се охлажда – отново и отново. Това кара повърхността многократно да се разширява и свива. Тези цикли водят до образуване на пукнатини. В началото пукнатините са малки, но постепенно се увеличават. С разпространението на пукнатините към режещия ръб, охлаждащата течност изостря проблема. В същото време, термичният шок допълнително увеличава напрежението.
Механично отчупване и счупване
Винаги има нещо, което може да се повреди – прекомерна сила, инструментът да удря твърдо място, прекомерна дълбочина на рязане, твърде висока скорост на подаване, отчупен режещ ръб или пълно счупване на ръбa на инструмента. Това е внезапна повреда на CNC инструмент.
Пластична деформация
Режещият ръб първоначално е бил много твърд, но топлината е направила материала на инструмента по-мек. Налягането при рязане е направило омекотения режещ ръб сплескан и накъдрен. Инструментът е използван известно време, но режещият ръб е все още в добро състояние. Геометрията на рязане е малко неправилна. Това обикновено се случва, когато режете твърди материали с високи скорости.
Отчупване на ръбове от вибрации (тракане)
По време на работа на CNC струг, както режещият инструмент, така и детайлът вибрират. Режещият ръб удря детайла хиляди пъти в секунда. Всеки удар е като лек удар с чук. С течение на времето режещият ръб започва да се отчупва. Докато операторът чуе шум, повредата на CNC режещите инструменти вече е започнала.
Материалът на инструмента е несъвместим с детайла или с охлаждащата течност. Сярата в детайла реагира с кобалта в карбидния инструмент, което води до разтваряне на свързващото вещество, намаляване на здравината на инструмента и до отчупване на режещия ръб. Това не е износване, а корозия.
Неправилно боравене или повреда на покритието
Понякога повредите се случват още преди инструментът да докосне детайла. Падна на пода. Удари се в държач за инструменти. Съхраняван е свободно в чекмедже. Напукано покритие или отчупен ръб от боравене водят до преждевременна повреда при рязане. Всичко това може да доведе до преждевременно счупване на инструмента по време на процеса на рязане. Някои оператори смятат, че това се дължи на процеса на обработка. Това е предотвратима повреда на CNC инструмента.
Ще се повреди ли детайлът, когато CNC инструмент се отчупи или счупи?
Да – Често срещани видове повреди на части
- Счупеният инструмент се влачи по детайла. Забива се. Повърхността се надраска.
- Размерите се отклоняват. Инструментът не разполага с ъгъл. Програмираният път не съответства на реалността. Детайлът излиза с малък размер или не е кръгъл.
- Триенето от повредения ръб генерира топлина. Много топлина. Повърхността изгаря. Следва втвърдяване на материала. Сега и следващият инструмент не може да го реже.
- Грапавините се влошават. Счупеният ръб разкъсва материала, вместо да го срязва. Частта изглежда груба. Качеството на ръбовете не преминава проверката.
Най-лошият случай? Детайлът е напълно бракуван. Не е възможна преработка. Това е реалната цена на повредата на CNC инструмента.
Подповърхностни щети
Видимите драскотини не са цялата история. Крехките материали като керамика, закалена стомана и някои композитни материали могат да развият микропукнатини под повърхността. Тези пукнатини са невидими с просто око. След като детайлът бъде пуснат в експлоатация и е подложен на напрежение, пукнатините ще се разпространят, което в крайна сметка ще доведе до повреда на детайла. За операторите е трудно да разберат, че повредата на CNC режещите инструменти е започнала веригата от повреди.
Кога даден детайл може да оцелее при повреда на CNC инструмент?
Грубите обработки имат място за движение. Остава материал. Инструмент с отчупени стружки може все още да остави достатъчно материал, който инструментът за довършителна обработка може да почисти. Операторът го хваща бързо. Машината спира. Детайлът се запазва.
Довършителните проходи нямат място за маневриране. Разрезът е крайният размер. Счупен инструмент разрушава тази повърхност. Не остава материал, който да я поправи.
Времето за реакция на оператора е от значение. Спрете машината за секунди и повредата може да е повърхностна. Оставете я да работи за още един проход и детайлът е изчезнал.
Ето защо предотвратяването на повреда на CNC инструмента по време на довършителни проходи е от решаващо значение. Загубата, причинена от счупена крайна фреза, е малка, докато загубата, произтичаща от бракуван титанов медицински компонент, е огромна. Разберете разликата. Планирайте съответно.
Контролен списък на оператора на CNC машина за минимизиране на повредите на инструмента
Ето списък с неща, които операторите на CNC стругове трябва да проверят, съставен от инженерите на NOBLE. Ако се придържате към тези указания, можете наистина да намалите риска от повреда на CNC режещите инструменти и детайлите.
Овладейте настройката
Машината е толкова твърда, колкото е най-слабата скоба. Проверете захващането на детайла. Няма движение. Няма вибрации. Проверете биенето на държача на инструмента. Няколко микрона клатушкане бързо премахват ръбовете. Поддържайте късо разстояние между инструментите. Всеки допълнителен милиметър добавя лост. Лостът чупи инструменти. Добрите настройки предотвратяват повреда на CNC инструмента, преди шпинделът да се завърти.
Слушайте Cut-а
Машината говори. Слушай.
Скърцането означава триене, а не рязане. Променете скоростта или подаването. Тракането е нискочестотна вибрация. Инструментът подскача. Ръбът се отчупва. Пукащите звуци означават, че инструментът се захваща твърде силно. Отдръпнете се. Пренебрегването на тези звуци гарантира повреда на CNC режещите инструменти.
Гледайте чипса
Цветът на чипа показва температурата. Сребърните чипове са студени. Сламеночервените са топли. Сините или лилавите чипове са твърде горещи. Инструментът се готви.
Формата на стружката показва натоварването. Дългите, влакнести стружки се увиват около инструмента. Те се режат повторно. Те чупят ръбове. Целта е да се получат малки, счупени стружки. C-образните стружки са идеални. Прахообразните стружки означават, че инструментът е затъпен.
Размерът на стружката показва подаването. Тънките стружки означават недостатъчно натоварване. Инструментът трие. Дебелите стружки означават твърде голямо натоварване. Инструментът ще се счупи.
Проактивно управление на чиповете
Стружките трябва да се отстраняват от зоната на рязане. Охлаждащата течност ги отмива, а въздушният поток ги издухва. Рециркулацията на стружките е основната причина за повреда на CNC режещите инструменти. Когато инструмент реже една и съща стружка два пъти, всяко рязане ускорява износването на ръбовете.
Цикълът на отрязване е много ефективен при обработка на дълбоки отвори или дълбоки прорези. С отдръпването на инструмента, стружките се отстраняват и охлаждащата течност може да достигне дъното. Това предотвратява вторично рязане и натрупване на топлина, като по този начин се избягва счупване на инструмента.
Следвайте контролния списък. Всеки път, когато настройвате машината, за всяка задача. Това намалява процента на счупване на CNC инструментите, удължава живота на инструментите и гарантира качеството на детайлите.
Знайте кога да се намесите
Машината не знае, че инструментът умира. Операторът знае.
Вслушайте се в промените в тона. Здравият разрез има постоянен тон. Повишава ли се тонът? Инструментът е тъп. Пада ли? Инструментът е отчупен. Вижте повърхността. Беше гладка. Сега е грапава. Нещо се е променило. Проследявайте живота на инструмента. Бройте части на ръб. Когато средната стойност е петдесет части, а този инструмент достигне четиридесет и осем, сменете го рано. Изчакването на повреда гарантира повреда на CNC инструмента и бракувана част.
Дисциплина за охлаждаща течност и смазване
Посоката на потока на охлаждащата течност е от решаващо значение. Тя трябва да е насочена към режещата повърхност, а не към опашката на инструмента. Режещият ръб се нуждае от охлаждане, но опашката не.
Дебитът на охлаждащата течност е от решаващо значение. Ако дебитът е твърде нисък, стружките ще останат в зоната на рязане, където ще бъдат режени многократно, причинявайки износване на инструмента. Въпреки че високият дебит може да отмие стружките, той увеличава риска от термичен удар. Контактът между горещ инструмент и студена охлаждаща течност може да причини напукване, което е скрита причина за повреда на CNC режещите инструменти. Моля, използвайте охлаждащата течност правилно. За материали, които не са устойчиви на термично циклиране (като карбид върху твърда стомана), се препоръчва преминаване към въздушно охлаждане.
Важни забрани за операторите
Никога не пренебрегвайте проблемен детайл. Детайл с грапава повърхност е предупредителен знак. Следващият детайл ще бъде още по-лош. Инструментът ще се счупи.
Никога не регулирайте произволно скоростта на подаване и скоростта на рязане. Ако увеличите скоростта на подаване до 150%, само защото крайният срок е кратък, инструментът ще плати цената. Той ще се счупи и шпинделът ще спре. Крайният срок ще стане още по-кратък.
Никога не оставяйте счупен инструмент в държача за инструменти. Извадете го незабавно, проверете държача и го почистете. Това предотвратява повреда на монтажната повърхност на следващия инструмент от счупени фрагменти от инструмент. Това би довело до радиално биене. Радиалното биене води до допълнителни повреди на CNC инструментите. Тук започва порочен кръг.
Правилото за меко докосване
Режещите инструменти не са лостове; никога не ги насилвайте да ги вкарвате в държача на инструменти, като ги удряте, и не ги изпускайте върху работната маса.
Когато използвате режещ инструмент, третирайте го така, сякаш режещият ръб е изключително остър – защото е такъв. Пукнатини по режещия ръб, причинени от неправилно боравене, ще направят инструмента неефективен веднага по време на рязане. Това е напълно предотвратимо.
Използвайте динамометричен ключ, за да затегнете гайката на цангата и я затегнете до посочения въртящ момент. Прекомерното затягане може да деформира цангата, което да доведе до неправилно подравняване на инструмента; недостатъчното затягане може да доведе до падане на инструмента. И двете ситуации могат да доведат до счупване на острието.
Работете внимателно с инструментите. Поддържайте ръцете, опашката на инструмента и самия инструмент чисти. Това е професионализъм. Така се предотвратява повредата на CNC инструментите, преди машината да стартира.
NOBLE: Вашият партньор в Прецизно производство
Ние сме специализиран производител в CNC обработката и обработката на листов метал. Виждаме реалната цена на износените ръбове, счупените фрези и бракуваните части. Това ръководство е резултат от този опит.
Нашите производствени възможности
Предлагаме цялостно решение за производство от край до край, преодолявайки разликата между проектирането и доставката:
- CNC обработка: 3-осни, 4-осни и 5-осно фрезоване. CNC завиване. Стругово-фрезова обработка със смесени елементи.
- Изработване на ламарина: Лазерно рязане, щанцоване, огъване, заваряване, довършителни работи.
- Пълен обхват на услугите: Съдействие при проектиране. Създаване на прототипи. Производствени серии. Повърхностна обработка. Финален монтаж.
Сертифицирано качество, на което можете да се доверите
Нашият ангажимент за прецизност и надеждност е подкрепен от международно признати сертификати:
- ISO 9001: 2015 – Последователни процеси. Документирани контроли. Повторяемо качество.
- ISO 13485: 2016 – Стандарт за медицински изделия. Строг контрол на процеса. От решаващо значение за компоненти, при които не е допустимо повреждане на CNC режещи инструменти.
Защо да работите с NOBLE?
Решение на едно гише : От скица до готов продукт. Един доставчик. Няма нужда от постоянно проследяване.
Инженерна поддръжка : DFM прегледи. Ние идентифицираме рисковете от износване, преди инструментът дори да докосне машината. Намаляваме счупването на инструменти на CNC машини, като оптимизираме проектите, а не само като изпълняваме програми.
Прозрачна комуникация : Ясни срокове за изпълнение. Честна обратна връзка. Непрекъснато подобрение. Без изненади.
Често задавани въпроси
Как мога да разбера дали даден инструмент е на път да се счупи, преди действително да се повреди?
Внимавайте за спад на тона или ново скърцане. Следете за промени в цвета на стружките или влошаване на повърхностното покритие. Нашите оператори използват наблюдение на натоварването в реално време и планирани проверки на инструментите, за да предотвратят повреда на CNC инструментите, преди да причинят непланиран престой.
Може ли нащърбен или леко износен инструмент да бъде заточен отново и използван повторно?
Да, за HSS и някои карбидни инструменти, но повторното заточване променя геометрията и премахва покритията. За прецизна работа подмяната е по-безопасна, затова ние стриктно следим живота на инструмента, за да избегнем разчитането на повторно заточени инструменти за критични характеристики.
По какво се различава обработката на ламарина от CNC обработката по отношение на износването на инструмента?
За обработка на ламарина се използват щанци, матрици и лазери – без въртящи се режещи инструменти. Износването на щанцата обаче причинява образуване на мустаци, а повредата на лазерната дюза влияе върху качеството на рязане.
Може ли NOBLE да се справи както с прототипирането, така и с производството на големи количества?
Да, от 1–10 броя за бързо прототипиране до над 10 000 производствени серии, с постоянно качество и в двете. Използваме едни и същи процеси и стандарти за контрол, независимо от количеството.
Какви дизайнерски формати приемате за офериране?
STEP, IGES, SolidWorks, AutoCAD DWG/DXF и PDF. За листов метал се предпочита разгънат DXF шаблон. Нашите инженери могат също да ви посъветват за промени в DFM, за да намалят повредите на CNC режещите инструменти и да намалят разходите.
Как се гарантира качеството на детайлите, ако инструментът показва признаци на износване по средата на партидата?
Инспекции по време на процеса, системи за наблюдение на износването на инструментите и незабавна повторна квалификация на първия детайл след смяна на инструмента. ISO 13485 изисква тази дисциплина – ние не изпращаме догадки.
Предлагате ли услуги за сглобяване, освен обработка на части?
Да, включително поставяне на обков, заваряване, механичен монтаж и опаковане. Доставяме готови за употреба продукти, а не само отделни компоненти.
