Procesul de aşchiere, sculele de aşchiere se uzează, indiferent dacă ne place sau nu! (II)

Scule

de Ion Tampu

Procesul de aşchiere, sculele de aşchiere se uzează, indiferent dacă ne place sau nu! (II)

În articolele anterioare au fost descrise diferite tipuri de atacuri la care sunt supuse sculele de așchiere. Atacuri tribologice (alunecarea și deplasarea așchiilor pe fața de degajare a sculei), atacuri mecanice (forțele de așchiere) și atacurile chimice/termice (datorate temperaturilor ridicate din zona de așchiere). Toate acestea duc la limitarea duratei de viață a sculei (timpul efectiv de utilizare a sculei înainte de a fi necesară înlocuirea sculei).

Deformarea plastică

Principala cauză este supraîncărcarea termică. Căldura excesivă duce la înmuierea (topirea) cobaltului – liantul carburii de wolfram – și astfel la deformarea matricei. Supraîncărcarea mecanică poate avea același efect. Presiunea din muchia de așchiere poate avea ca efect deformarea sau încovoierea vârfului plăcuței, eventual ruperea plăcuței sau apariția uzurii rapide a flancului.

• FOTO 1

Deformarea plastică arată ca o simplă deformare a muchiei de așchiere. Pot apărea modificări dimensionale ale plăcuței de așchiere, precum și modificări structurale. Trebuie să ne așteptăm la deformare plastic atunci când temperatura de așchiere este foarte mare (viteze mari de așchiere, timp îndelungat în așchiere sau combinație de viteze de așchiere și avansuri mari). Fenomenul de deformare plastic apare la prelucrarea oțelurilor înalt aliate, a aliajelor rezistente la temperatură, precum și a materialelor care ecruisează la așchiere.

Măsuri de corecţie:

• Aplicarea unui volum mare de fluid de răcire

• Reducerea vitezei de așchiere și a avansului

• Alegerea unei plăcuțe cu o rază mai mare la vârf

• Alege o carbură mai dură și mai rezistentă la uzură

• Utilizarea unei geometrii mai pozitive va avea un mic efect pozitiv.

Crestături

Apar la prelucrarea materialelor care au suprafața mai dură sau mai abrazivă decât masa semifabricatului – ex.: suprafață ecruisată la așchierea anterioară; semifabricate forjate sau turnate cu suprafața rugoasă. Toate acestea duc la o uzură rapidă a muchiei de așchiere în zona de așchiere.

La același rezultat se poate ajunge și datorită concentrării locale a efortului la așchiere. Ca rezultat al compresiei de-a lungul muchiei de așchiere – și lipsa unei compresii echivalente în spatele muchiei – muchia de așchiere este suprasolicitată în dreptul adâncimii de așchiere (la suprafața semifabricatului). De asemenea, impacturile de orice tip, cum ar fi microincluziunile sau micile întreruperi, pot produce crestături.

Crestăturile apar la prelucrarea semifabricatelor cu suprafața oxidată sau cu crustă (semifabricate turnate sau forjate), precum și la materialele care ecruisează superficial la așchiere (oțel inoxidabil, superaliaje, aliaje ale titanului).

• FOTO 2

Măsuri de corecţie:

• Avans redus și varierea adâncimii de așchiere atunci când sunt necesare mai multe treceri

• Mărirea vitezei de așchiere în cazul prelucrării aliajelor rezistente la temperatură (va apărea uzura rapidă de flanc)

• Alegerea unei clase de carbură mai tenace

• Alegerea unei geometrii special concepută pentru avansuri mari

• Evită apariția aderențelor pe muchia de așchiere (BUE), mai ales în cazul prelucrării oțelului inoxidabil și a aliajelor rezistente la căldură

• Alege un unghi de așchiere mai mic.

Fracturarea termică

Combinația între ciclul termic (schimbarea foarte rapidă a temperaturii muchiei de așchiere), încărcarea termică (diferențe de temperatură între zonele mai calde și cele mai reci) și șocurile mecanice conduc la apariția fracturilor termice. Aceste fracturi formate pe toată lungimea muchiei de așchiere pot conduce la separarea unor secțiuni de carbură și la formarea ciupiturilor. Fracturarea termică apare în general la operațiile de frezare (majoritatea operațiilor) și în cazul strunjirilor cu întreruperi, chiar și la strunjirea frontală. Apare uzual și în cazul operațiilor de așchiere la care fluidul de răcire este livrat cu intermitențe.

• FOTO 3

Fracturarea termică apare ca o multitudine de crăpături mici perpendiculare pe muchia de așchiere. Fracturarea termică trebuie identificată înaintea apariției ciupiturilor.

Măsuri de corecţie:

• Aplicarea corectă a fluidului de răcire

• Alegerea unei clase de carbură mai rezilientă

• Reducerea vitezei de așchiere și a avansului

• Alegerea unei geometrii mai ascuțite de așchiere pentru reducerea generării de căldură

• Alegerea altei metode de prelucrare (rapor¬tul timp în așchiere / timp fără așchiere).

Spargerea plăcuței

Este cauzată de exacerbarea oricărui tip de uzură descrisă anterior sau de o supraîncărcare mecanică – încărcarea mecanică este atât de mare încât plăcuța se sparge din primul moment în care intră în așchiere.

• FOTO 4

Măsuri de corecţie:

• Reducerea avansului sau a vitezei de așchiere

• Îmbunătățirea stabilității sistemului

• Alegerea unei carburi mai reziliente

• Alegerea unei muchii de așchiere mai protejate

• Alegerea unei geometrii a muchiei de așchiere optimizată pentru avansuri mari

• Alegerea unei plăcuțe mai solide • Verifică incluziunile din semifabricat și evită intrările dure în așchiere.

Ciupituri datorate întoarcerii așchiilor

Este un tip rar întâlnit de uzură și se confundă ușor cu crestăturile formate datorită prelucrării materialelor cu crustă. Se produce datorită răsucirii așchiilor în așa fel încât lovesc o parte neutilizată a plăcuței sau o muchie de așchiere care nu este în uz.

Apare ca o ruptură a unei muchii de așchiere (sau o parte a muchiei de așchiere) care nu este în uz.

Apare de obicei acolo unde se combină avansuri mari cu adâncimi mari de așchiere.

Măsuri de corecţie:

• Schimbarea avansului sau a adâncimii de așchiere

• Schimbarea unghiului de așchiere

• Alegerea unui alt tip de fragmentator de așchii

• Alegerea unei clase de carbură mai rezilientă.

 

• FOTO 5

Ultimele idei de ținut minte

Uzura de flanc și apariția craterelor sunt con¬siderate cele mai „bune” tipuri de uzură. Dar cât de mare este uzura acceptabilă? O întrebare dificilă care are răspunsuri multiple. Permițând o uzură de flanc sau formarea unui crater mai mare se reduce costul cu sculele (se obține o durată de viață mai mare a sculei). Pe de altă parte, o uzură de flanc sau un crater prea mare mărește exponențial riscul de spargere a plăcuței. Procesul de așchiere devine astfel foarte nesigur, scade predictibilitatea și crește riscul de apariție a timpilor morți (oprirea procesului datorită spargerii plăcuței). Fiecare decizie trebuie luată în funcție de rezultatul dorit.

Toate tipurile de uzură de mai sus sunt prezentate din punctul de vedere al unui sistem „remediabil”. Dacă ceva apare, atunci cineva poate schimba ceva pentru a îmbunătăți situația. O imagine de ansamblu mult mai practică este prezentată în ultima imagine. Dacă apare o problemă, de cele mai multe ori vom încerca să rezolvăm acea problemă prin modificarea condițiilor de așchiere. Ultima imagine ne arată cum se poate îmbunătăți situația în func-ție de modificarea vitezei de așchiere și a avansului.

• FOTO 6

O ultimă indicație practică din punct de vedere al sculei de așchiere. Există o multitudine de indicii practice care ne arată apariția unei uzuri prea mari: consum mare de putere, modificarea toleranțelor piesei prelucrate, deteriorarea finisării suprafeței piesei, apariția bavurilor, degajarea de căldură excesivă, apariția ciupiturilor pe muchia de așchiere, evacuarea slabă a căldurii din zona de așchiere, control greoi al așchiilor, zgomote ciudate în timpul așchierii, vibrații. Așa că nu uitați niciodată să verificați vizual muchia de așchiere și să ascultați procesul de așchiere. Informațiile nu vor întârzia să apară.

Mai multe informații despre aceste subiecte se pot găsi în cadrul programului educațional SECO STEP. Pentru mai multe informații vă rog să consultați reprezentantul local SECO.



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