Miért nem lehet a szerszámválasztást önállóan kezelni? II.

A cikk első része ITT, harmadik része ITT érhető el.

Nagy előtolású megmunkálások esetén a szerszámoknak teljes átmérőben kell fogásban lenniük, de mindenképpen nagyobb fogást kell venni, mint a lapkák vastagságának fele. A teljes átmérőjű fogásvétel azért lehetséges, mert ezek a szerszámok a forgácsolóerőt a szerszámgépfőorsó tengelyirányába vezetik, stabil forgácsolást valósítva meg. Ha a fogásmélység nem éri el a lapka szélességének felét, akkor megnő az oldalirányú nyomóerő, rezgések keletkeznek, forgácsolás instabil lesz. HSM megmunkálás HFM-re tervezett szerszámokkal is végezhető, ha ezt a szerszám geometria lehetővé teszi.

A HFM sarokmarók nagy kinyúlással is hatékonyan használhatók nagy sebességű forgácsolásra, de korántsem akkora sebességgel, mint a rövidebb kinyúlású társaik – kivéve, ha speciális rezgéscsillapító szárat alkalmazunk, vagy a vágósebességet jelentősen csökkentjük. Mikor nagy kinyúlású szerszámot nagyobb sebességen alkalmazunk, mint amennyi megengedhető lenne, akkor túlzottan nagy rezgés léphet fel a szerszám korai tönkremenetelét okozva.

szerszámválasztás_05A szerszámkopás vizsgálatával meghatározhatók a a folyamat problémái. A legjobb szerszámélettartam és a megjósolható tönkremenetel lényeges eleme a forgácsolás optimalizálásnak. A forgácsolással, technológia meghatározással foglalkozó szakembereknek ezért érdemes utánajárni és megérteni a szerszámkopási és meghibásodási módokat, hiszen így később kiküszöbölhetők a hasonló problémák. A kivizsgálás során nagy segítségünkre lehet egy legalább 20-szoros nagyítású, megfelelő megvilágítású és jó optikával rendelkező sztereoszkóp, mellyel könnyen felismerhetők az egyes kopástípusok.

Tíz jellemző kopást különböztethetünk meg. Ezek közül a hátkopás, a hőmérsékleti repedések és a kipattogzás a leggyakoribbak szerszám- és formagyártásban. Ha azonban nem megfelelő szerszámot alkalmazunk, a többi meghibásodás is felléphet.

  • A hátkopás jellemzően minden szerszámon előfordul, mivel a szerszám élének tompulásából, élességvesztéséből ered. Normális hátkopás mellett az él mentén egy relatív állandó kopási alak látható. Alkalmanként a munkadarab anyag megkarcolja a lapkát, felnagyítva ezzel a kopott területet. Hogy a normális hátkopást lassítsuk, ahhoz a lehető legkeményebb lapkaanyagot kell választani, valamint pozitív élszöget, hogy a forgácsolóerőt és a súrlódást csökkentsük. Gyors hátkopás általában koptató, abrazív hatású anyag marása közben jelentkezik, mint a gömbgrafitos öntöttvas vagy szilícium-alumínium ötvözetek, hőálló ötvözetek, kiválásos keményítéssel edzett rozsdamentes acélok, berilliumréz ötvözetek, volfrám-karbid ötvözetek. A gyors hátkopás ugyan úgy néz ki, mint a normál ütemben bekövetkező hátkopás. A gyors hátkopás elkerülésére jobb kopásállóságú, keményebb vagy bevonatos keményfém lapka ajánlott.
  • A kráterkopás diffúzió és koptatóhatás együttes megvalósulása esetén jelentkezik. A forgács hője a cementált karbidban található ötvözőket oldja és elvonja a lapkából, kráteres kopást eredményezve. Elegendően nagy kráterkopás hatására a szerszámlapka éle letörhet vagy gyors hátkopást okoz. Igaz, hogy az összes bevonat típus alkalmas a kráterkopás elkerülésére, az alumíniumoxid bevonat különösen ajánlott.
  • Élrátét képződésekor a forgácsolt alapanyagból töredékek hegednek a lapka élére. A forgácsolás folyamata során ez az élrátét letörik, miközben gyakran a lapkából is letörik egy kis darab, letöredezést és hátkopást eredményezve. Az élrátét képződés a munkadarabon is látható nyomot hagy, a munkadarab felület pontossága és érdessége szabálytalanul változik. Az élrátét a szerszámon egy kis fényes anyagdarabként látszik a lapka élén. Az élrátét elkerülhető a vágósebesség és előtolás növelésével, TiN bevonatú szerszám alkalmazásával, valamint ha olyan szerszámot választunk, melynek geometriája és felülete ellenállóvá teszi az élrátét képződéssel szemben.
  • A kitöredezés jellemzően mechanikai problémákra vezethető vissza, mint a nem elegendően merev befogás, csapágyak kopottsága, főorsó kopottsága, a munkadarab inhomogenitása vagy a megszakított forgácsolás. Megfelelő, merev befogással, minimalizált kihajlással, hónolt lapkával, az élrátét képződés visszafogásával valamint keményebb anyagú és/vagy erősebb élgeometriájú lapkával a jelenség csökkenthető.

szerszámválasztás_02

  • A hőmérsékleti repedések kialakulásához a gyors hőmérséklet változás és a hirtelen mechanikai hatások együttesen járulnak hozzá. A feszültségi kitöredezések az él mentén egyszerű kitöredezéseknek tűnhetnek. A hőmérsékleti repedések jele, ha több, élre merőleges repedés látható a lapkán. Ez a meghibásodás a megfelelő minőségű és mennyiségű hűtőközeg alkalmazásával kerülhető el vagy olyan megmunkálást és hozzá megfelelő,  szerszámot is lehet alkalmazni, melyhez nem szükséges a levegőn túl más hűtőközeg.
  • A képlékeny alakváltozás túlzottan nagy hőterhelés és nagy mechanikai igénybevétel együttes hatására lép fel. Nagy hőmérsékletek általában nagy sebességű és nagy előtolású megmunkálások esetén lépnek fel, valamint kemény, edzett felületű, hőálló acélok forgácsolásánál jelentkezik. Ekkor a karbidok és a kobaltban gazdag kötőanyag kilágyul. A csorbulás kontrollálható, ha jobb kopásállóságú, kisebb kötőanyag tartalmú lapkát alkalmazunk, csökkentjük az előtolást és a sebességet, valamint terheléscsökkentő geometriát használunk.
  • A csorbulás a szerszám forgácsoló zónájában alakulhat ki. A csorbulás elkerülhető több fogásból álló pályák esetén az egyes fogásmélységeket variálásával, de alkalmazható nagyobb főél elhelyezési szögű lapka, a vágósebesség növelésével hőálló acél megmunkálásakor, az előtolás csökkentésével, valamint az élrátét képződés elkerülésével.
  • A mechanikai törés akkor jelentkezik, ha a lapka terhelései meghaladják fizikai képességeit. Bármelyik korábban említett meghibásodási, kopási jelenség közrejátszhat a törésben. Elkerülhető vagy legalább késleltethető, ha jobb anyagminőségű, erősebb geometriájú, vastagabb lapkát alkalmazunk, illetve csökkentjük az előtolást és/vagy a fogásmélységet. Mind a munkadarab, mind a szerszámot befogásának merevségét érdemes ellenőrizni és el kell kerülni a hirtelen anyagba lépést.

Forrás etmm-online.com, secotools.com

A cikk első része ITT, harmadik része ITT érhető el.