Identificarea şi abordarea a 8 probleme uzuale privind deteriorarea plăcuţelor

Scule

de Seco Tools

Identificarea şi abordarea a 8 probleme uzuale privind deteriorarea plăcuţelor

Deteriorarea plăcuţelor şi impactul negativ avut asupra echipamentelor de producţie este similară cu cea a unui atlet care toceşte o pereche bună de pantofi de alergat. Similar cu pantoful de alergare care se toceşte datorită activităţii atletului, plăcuţa de aşchiere este supusă unor eforturi mari şi se uzează. Dacă această problemă rămâne netratată, rezultatele atletului vor avea de suferit, la fel şi în cazul plăcuţelor uzate, producătorul va avea o productivitate din ce în ce mai scăzută.

Producătorii pot analiza şi preconiza durata maximă de viaţă şi timpul de utilizare previzibil al sculei, menţinând, astfel, precizia piesei finite şi reducând deteriorarea echipamentelor. Examinarea din timp a plăcuţelor este importantă în determinarea problemelor care conduc la distrugerea plăcuţei. La fel de importantă este şi observarea şi raportarea acestor probleme. Dacă aceşti paşi extrem de importanţi sunt omişi, se va ajunge la o situaţie confuză şi nu se va putea face diferenţa dintre diferitele tipuri de cauze ce conduc la deteriorarea plăcuţelor.

Un microscop cu optică şi iluminare bună şi cu factor de mărire de cel puţin 20x vine în ajutorul producătorilor în procedura de examinare a plăcuţelor. Cu ajutorul acestui microscop se pot identifica 8 cazuri uzuale privind deteriorarea prematură a plăcuţelor.

 

1.   Uzura flancurilor

Plăcuţele se uzează în condiţii normale în orice tip de material. Uzura normală a flancurilor este uzura ideală, deoarece este cel mai previzibil tip de deteriorare. Acest tip de uzură apare uniform şi plăcuţa se deteriorează în timp, datorită faptului că piesa prelucrată uzează muchia de aşchiere a plăcuţei, similar cu deteriorarea lamei de cuţit.

Uzura normală a flancurilor începe atunci când incluziunile microscopice sau materialele călite din piesa de prelucrat ciobesc plăcuţa. Aceste ciobituri provoacă abraziune în cazul vitezei mici de aşchiere şi reacţii chimice în cazul vitezei mari de aşchiere.

Uzura normală a flancurilor se poate identifica printr-o tăietură relativ uniformă de-a lungul muchiei de aşchiere. În unele cazuri se pot observa bucăţele de metal pe muchia de aşchiere.

Pentru a încetini uzura normală a flancurilor este importantă alegerea plăcuţei cu cea mai dură calitate la care nu apar ciobituri pe muchia de aşchiere  şi utilizarea muchiei de aşchiere mai libere pentru a reduce forţa de aşchiere şi frecarea.

Uzura rapidă nu este rezultatul dorit, deoarece reduce durata de viaţă a sculei şi nu se va atinge timpul de aşchiere de 15 minute. Uzura rapidă apare, de foarte multe ori atunci când se prelucrează diferite tipuri de materiale abrazive cum ar fi: oţel ductil, aluminiu cu conţinut mare de siliciu, oţeluri înalt aliate, oţeluri inoxidabile tratate termic, beriliu, aliaje de cupru şi carbură de tungsten precum şi materiale nemetalice: fibră de sticlă, răşini epoxidice, materiale plastice şi ceramică.

 

Semnele uzurii rapide şi cele normale sunt foarte asemănătoare. În vederea eliminării uzurilor rapide este esenţială:

  • alegerea unei plăcuţe cu calitate mai dură, rezistente la uzură sau a uneia care să fie acoperită cu carbură.
  • utilizarea lichidului de răcire în condiţiile specificate.

Reducerea timpului de aşchiere este o altă metodă eficientă, însă această variantă reduce productivitatea, deoa­rece afectează negativ durata ciclului de aşchiere.

 

2.   Apariţia craterelor

Craterele apar, de obicei, în cazul operaţiilor cu viteze mari cum ar fi prelucrarea oţelului sau a aliajelor de titan, datorită temperaturilor ridicate şi a unor probleme chimice, ceea ce conduce la dizolvarea plăcuţei în aşchii.  

Apariţia craterelor este cauzată de combinaţia uzurii abrazive şi a fenomenului de difuzie. În prezenţa titanului sau a fierului temperatura ridicată a piesei de prelucrat permite carburii să se dizolve şi să se transfere în aşchie creând, astfel, un crater în partea superioară a plăcuţei. Craterul poate deveni destul de mare pentru a  determina ruperea flancurilor, deformarea acestora sau poate cauza uzura rapidă a flancurilor.

 

 

3.   Aderenţe pe muchia de aşchiere

Aderenţele pe muchia de aşchiere apar atunci când unele fragmente din piesa de prelucrat rămân sudate de muchia aşchietoare. Aderenţele apar datorită afinităţii chimice, a presiunii mari şi  a temperaturilor ridicate în zona de aşchiere. În unele cazuri, aderenţele se pot desprinde şi pot rupe bucăţele din plăcuţă, conducând, asfel, la uzura de tip ciupitură sau la uzura rapidă a flancurilor.

Acest tip de uzură apare, în special, în cazul materialelor lipicioase, al vitezelor mici de aşchiere la prelucrarea oţelurilor înalt aliate, a oţelurilor inoxidabile, a materialelor neferoase şi în aplicaţiile de filetare şi găurire. Aderenţele pe muchia de aşchiere se pot identifica prin schimbările neregulate ale rugozităţii suprafeţei prelucrate, precum şi prin apariţia unui depozit de material pe muchia  aşchietoare sau pe flancurile plăcuţei.

Aderenţa pe muchia aşchietoare este controlabilă prin mărirea vitezei de aşchiere şi a avansului, utilizarea plăcuţelor acoperite cu nitrură de titan (TiN), utilizarea lichi­dului de răcire în condiţiile recomandate (de exemplu mărirea concentraţiei) şi utilizând plăcuţe cu geometrii pozitive şi suprafaţă de degajare superfinisată.

 

 

4.   Ciupituri

Ciupiturile apar datorită instabilităţilor mecanice create, de multe ori, de setările (reglajele) non-rigide, rulmenţii arborelui uzaţi, arborele maşinii deteriorat, incluziuni dure în semifabricat sau aşchiere întreruptă. Aceste ciupituri pot apărea în cele mai neaşteptate locuri şi momente: în timpul prelucrării pulberilor metalice (PM), unde sunt lăsate în mod deliberat porozităţi în masa semifabricatului.

În acest caz, ciupiturile sunt vizibile de-a lungul plăcuţei. Pentru a evita apariţia ciupiturilor trebuiesc luate următoarele măsuri:

  • configurare corespunzătoare a maşinii,
  • abaterile trebuiesc minimalizate,
  • plăcuţele utilizate să fie ascuţite,
  • aderenţa pe muchia de aşchiere trebuie controlată corespunzător,
  • utilizarea de plăcuţe mai rezistente,
  • utilizarea de geometrii mai protejate.

 

5.   Fractură datorată şocului termic şi mecanic

Combinaţia dintre fluctuaţiile mari de temperatură şi şocurile mecanice pot cauza fracturi. Crăpăturile apar de-a lungul muchiei de aşchiere şi pot cauza ruperea unor fragmente din plăcuţă asemănătoare ciupiturilor.

Modalităţi de evitare a fracturilor cauzate de şocul termic şi mecanic:

  • aplicarea lichidului de răcire în mod corespunzător sau înlăturarea acestuia,
  • utilizarea unor plăcuţe rezistente la şoc,
  • utilizarea plăcuţelor cu geometrii rezistente la căldură,
  •  reducerea vitezei de avans. 

Acest tip de uzură poate fi întâlnit mai des în cazul aplicaţiilor de frezare şi mai rar în cazul aplicaţiilor de strunjire cu întreruperi, la frezările plane şi în operaţii în care lichidul de răcire este livrat cu intermitenţe. Fracturile datorate şocului termic şi mecanic apar ca nişte crăpături perpendiculare pe muchia de aşchiere. Identificarea acestui tip de uzură este importantă pentru a evita apariţia ciupiturilor.

 

 

 

6.   Deformarea muchiei

Deformarea muchiei de aşchiere este determinată de temperatura excesivă, combinată cu încărcarea mecanică. Temperaturile ridicate sunt întâlnite, în special, în cazul utilizării vitezelor mari de aşchiere şi de avans sau în cazul prelucrării oţelului dur, a materialelor durificate superficial şi a oţelului înalt aliat. 

Temperaturile excesive cauzează topirea liantului (cobaltului) din plăcuţa de aşchiere. Încărcarea mecanică apare atunci când presiunea dintre plăcuţă şi materialul prelucrat deformează plăcuţa în zona de vârf, ducând la ruperea plăcuţei sau la uzura rapidă a flancurilor.

Primele semne ale deformării muchiei de aşchiere sunt dimensiunile neconforme ale produsului finit. Deformarea muchiei poate fi controlată prin aplicarea corectă a lichidului de răcire, prin utilizarea unei plăcuţe mai rezistente la uzură şi cu un conţinut redus de cobalt, prin micşorarea vitezei de aşchiere şi a avansului, precum şi prin utilizarea unei geome­trii pozitive.

 

 

7.   Crestături

Crestăturile apar atunci când suprafaţa abrazivă a semifa­bricatului erodează în adâncime o zonă în muchia  aşchietoare. Semifabricate turnate, suprafeţe oxidate, semifa­bricate durificate superficial sau cu suprafeţe neregulate, toate pot produce crestături. Deoarece abraziunea este factorul principal de producere a crestăturilor, este posibilă şi apariţia ciupiturilor. Muchia  aşchietoare a plăcuţei este supusă la compresiune pe direcţia adâncimii de aşchiere, făcând această zonă foarte sensibilă la impact.

Această uzură este vizibilă atunci când apar crestături şi ciupituri în zona adâncimii de aşchiere a plăcuţei. Pentru a preveni apariţia crestăturilor este importantă varierea adâncimii de aşchiere, prin aşchierea în mai multe treceri, utilizarea unei scule cu unghi de atac mare, mărirea vitezei de aşchiere la prelucrarea oţelurilor rezistente la temperatură, reducerea vitezei de avans, superfinisarea zonei adâncimii de aşchiere şi prevenirea apariţiei aderenţelor pe tăiş, mai ales la prelucrarea oţelului inoxidabil.

 

 

8.   Ruperea mecanică a plăcuţei

Ruperea mecanică a plăcuţei apare atunci când forţa de aşchiere depăşeşte rezistenţa la rupere a muchiei  aşchietoare. Toate tipurile de uzură analizate anterior pot conduce la ruperea mecanică a plăcuţei.

Se poate evita fracturarea mecanică a plăcuţei prin corectarea fenomene­lor descrise anterior. Utilizarea unei calităţi rezistente la şocuri, o geometrie mai solidă, utilizarea unei plăcuţe mai groase, reducerea vitezei de avans şi/sau a adâncimii de aşchiere, mărirea rigidităţii sistemului şi a prinderii semifabricatului, verificarea incluziunilor dure din semifabricat, toate acestea fiind măsuri eficiente pentru evitatea producerii fracturării mecanice.

Prin înţelegerea mecanismelor de apariţie a celor 8 probleme uzuale şi dezvoltarea unor abilităţi de analiză, producătorii de piese şi subansambluri au doar de câştigat. Mărirea productivităţii, mărirea duratei de viaţă a sculei, diminuarea toleranţelor şi îmbunătăţirea  finisării suprafeţelor semifabricatelor, uzură mai mică a echipamentelor, reducerea riscului de spargere a plăcuţei, fapt care duce la distrugerea piesei prelucrate şi la oprirea producţiei, sunt doar unele dintre beneficiile uşor de obţinut.


Accept cookie

www.ttonline.ro utilizează fişiere de tip cookie pentru a personaliza și îmbunătăți experiența ta pe Website-ul nostru.

Te informăm că ne-am actualizat politicile pentru a integra în acestea și în activitatea curentă a www.ttonline.ro cele mai recente modificări propuse de Regulamentul (UE) 2016/679 privind protecția persoanelor fizice în ceea ce privește prelucrarea datelor cu caracter personal și privind libera
circulație a acestor date. Înainte de a continua navigarea pe Website-ul nostru, te rugăm să aloci timpul necesar pentru a citi și înțelege conținutul Politicii de Cookie.

Prin continuarea navigării pe Website-ul nostru confirmi acceptarea utilizării fişierelor de tip cookie conform Politicii de Cookie. Îți mulțumim pentru acest accept și nu uita totuși că poți modifica în orice moment setările acestor fişiere cookie urmând instrucțiunile din Politica de Cookie.

Da, sunt de acord