בלאי כלים ושבבים במרכז העיבוד שבבי! מהי סיבת השורש?

עבור מרכז העיבוד, הכלי הוא כלי מתכלה, אשר יינזק, יישחק, יישבר וכן הלאה במהלך תהליך העיבוד. תופעות אלו הן בלתי נמנעות, אך ישנן גם סיבות הניתנות לשליטה כמו פעולה לא מדעית ולא סדירה ותחזוקה לא נכונה. רק על ידי מציאת שורש הסיבה נוכל לפתור את הבעיה בצורה טובה יותר.

01
תסמינים של שבירת כלי עבודה

1) חיתוך של קצה החיתוך

כאשר מבנה החומר, הקשיות והשוליים אינם אחידים, זווית הגריפה גדולה מדי, וכתוצאה מכך חוזק קצה חיתוך נמוך, קשיחות לא מספקת של מערכת התהליך ליצירת רטט, או חיתוך לסירוגין, איכות שחיקה ירודה, קצה החיתוך נוטה לסתתים, כלומר, סדקים קטנים, חריצים או קילופים מופיעים באזור הקצה. כאשר זה קורה, הכלי יאבד חלק מיכולת החיתוך שלו, אך ימשיך לעבוד. ככל שהחיתוך נמשך, החלק הפגוע של אזור הקצה עלול להתרחב במהירות, וכתוצאה מכך נזק גדול יותר.

2) חיתוך של קצה החיתוך או הקצה

סוג זה של נזק מתרחש לעיתים קרובות בתנאי חיתוך קשים יותר מאשר סתתים של קצה החיתוך, או שהוא התפתחות נוספת של סתתים. גודל והיקפו של השיתוב גדולים יותר מהסתתים, כך שהכלי מאבד לחלוטין את יכולת החיתוך שלו ונאלץ להפסיק לעבוד. סתתים של הקצה מכונה לעתים קרובות ירידה נקודתית.

3) הלהב או הסכין שבורים

כאשר תנאי החיתוך קשים ביותר, כמות החיתוך גדולה מדי, יש עומס פגיעה, יש סדקים מיקרו בלהב או בחומר הכלי, יש לחץ שיורי בלהב עקב ריתוך והשחזה, וגורמים כמו פעולה רשלנית עלול לגרום נזק ללהב או לכלי. להתנתק. לאחר שצורה זו של נזק מתרחשת, לא ניתן להמשיך להשתמש בכלי, כך שהוא נגרוט.

4) שכבת הפנים של הלהב מתקלפת

לחומרים בעלי שבירות גבוהה, כגון סגסוגות קשות עם תכולת TiC גבוהה, קרמיקה, PCBN וכו', עקב פגמים או סדקים פוטנציאליים במבנה פני השטח, או מתח שיורי על פני השטח עקב ריתוך והשחזה, במהלך תהליך החיתוך. קל לקלף את שכבת פני השטח כאשר היא אינה יציבה מספיק או שמשטח הכלי נתון למתח מגע לסירוגין. הקילוף עשוי להתרחש על פני המגרפה, והסכין עשויה להתרחש על פני האגף. הקילוף הוא בצורת פתיתים ושטח הקילוף גדול יחסית. כלים מצופים נוטים יותר להתקלף. לאחר קילוף קל של הלהב הוא יכול להמשיך לעבוד, אך לאחר קילוף חמור הוא יאבד את יכולת החיתוך שלו.

5) דפורמציה פלסטית של חלקי חיתוך

בשל החוזק הנמוך והקשיות הנמוכה של פלדת כלי ופלדה במהירות גבוהה, עלול להתרחש עיוות פלסטי בחלק החיתוך. כאשר הקרביד המוצק פועל ישירות בטמפרטורה גבוהה ובמצב של לחץ לחיצה תלת מימדי, הוא גם יפיק זרימה פלסטית על פני השטח, ואף יגרום לעיוות פלסטי של קצה החיתוך או הקצה כדי לגרום לקריסה. קריסה מתרחשת בדרך כלל כאשר כמות החיתוך גדולה וכאשר מעבדים חומרים קשים. מודול האלסטי של קרביד צמנט מבוסס TiC קטן יותר מזה של קרביד צמנט מבוסס WC, כך שהיכולת של הראשון לעמוד בפני דפורמציה פלסטית מואצת, או שהיא נכשלת במהירות. PCD ו-PCBN בעצם אינם עוברים דפורמציה פלסטית.

6) פיצוח תרמי של הלהב

כאשר הכלי נתון לעומסים מכניים ותרמיים מתחלפים, פני השטח של החלק החיתוך יפיקו בהכרח עומס תרמי לסירוגין עקב התפשטות והתכווצות תרמית חוזרים ונשנים, מה שיגרום ללהב להתעייפות ולסדק. לדוגמה, כאשר חותך כרסום קרביד בטון משמש לכרסום במהירות גבוהה, שיני החותך נתונות כל הזמן לפגיעה תקופתית וללחץ תרמי לסירוגין, וסדקים בצורת מסרק נוצרים על פני המגרפה. למרות שחלק מהכלים אינם בעלי עומס מתחלף ומתח מתח לסירוגין ברור, מתח תרמי ייווצר גם בגלל הטמפרטורה הלא עקבית של שכבת פני השטח והשכבה הפנימית. בנוסף, יש בהכרח פגמים בתוך חומר הכלי, כך שהלהב עלול גם להיסדק. הכלי יכול לפעמים להמשיך לעבוד פרק זמן לאחר יצירת הסדק, ולעיתים הסדק מתרחב במהירות וגורם לשבירת הלהב או להתקלפות חמורה של פני הלהב.

02
גורמים לבלאי הכלים

1) בלאי שוחק

לעתים קרובות יש כמה חלקיקים זעירים עם קשיות גבוהה במיוחד בחומר המעובד, שיכולים לצייר חריצים על פני הכלי, שהוא בלאי שוחקים. בלאי שוחק קיים על כל המשטחים, בעיקר על פני המגרפה. יתרה מכך, בלאי קנבוס יכול להתרחש במהירויות חיתוך שונות, אך עבור חיתוך במהירות נמוכה, בשל טמפרטורת החיתוך הנמוכה, הבלאי הנגרם מסיבות אחרות אינו ברור, ולכן בלאי שוחק הוא הסיבה העיקרית. בנוסף, ככל שהקשיות של הכלי נמוכה יותר, כך נזקי השחיקה חמורים יותר.

2) בלאי ריתוך קר

בעת חיתוך, יש הרבה לחץ וחיכוך חזק בין חומר העבודה, החיתוך ופני החותך הקדמי והאחורי, כך שיתרחש ריתוך קר. עקב התנועה היחסית בין זוגות החיכוך, הריתוך הקר ייצור סדקים ויילקח בצד אחד, וכתוצאה מכך בלאי ריתוך קר. בלאי ריתוך קר הוא בדרך כלל חמור במהירויות חיתוך מתונות. על פי ניסויים, למתכות שבירות יש עמידות חזקה יותר לריתוך קר מאשר למתכות פלסטיק; מתכות רב-פאזיות קטנות יותר ממתכות חד-כיווניות; לתרכובות מתכת יש נטייה נמוכה יותר לריתוך קר מאשר לחומרים פשוטים; ליסודות קבוצת B ולברזל בטבלה המחזורית של יסודות כימיים יש נטייה קטנה יותר לריתוך קר. ריתוך קר חמור יותר כאשר חותכים פלדה במהירות גבוהה וקרביד צמנט במהירות נמוכה.

3) בלאי דיפוזיה

במהלך חיתוך בטמפרטורה גבוהה ומגע בין חומר העבודה לכלי, האלמנטים הכימיים משני הצדדים מתפזרים זה בזה במצב מוצק, משנים את מבנה ההרכב של הכלי, הופכים את פני הכלי לשבירים ומחמירים את הבלאי של הכלי. כְּלִי. תופעת הדיפוזיה שומרת תמיד על דיפוזיה מתמשכת של עצמים עם שיפוע עומק גבוה לאובייקטים עם שיפוע עומק נמוך.

לדוגמה, כאשר הקרביד המוצק נמצא ב-800 מעלות, הקובלט שבו יתפזר במהירות לתוך השבבים וחלקי העבודה, ו-WC יתפרק לטונגסטן ופחמן ויתפזר לתוך הפלדה; כאשר טמפרטורת החיתוך של כלי PCD גבוהה מ-800 מעלות בעת חיתוך חומרי פלדה וברזל בשלב זה, אטומי הפחמן ב-PCD יועברו אל פני השטח של חומר העבודה עם עוצמת דיפוזיה גדולה ליצירת סגסוגת חדשה, ואת פני השטח. של הכלי יעבור גרפיט. הדיפוזיה של קובלט וטונגסטן חמורה יחסית, ויכולת האנטי-דיפוזיה של טיטניום, טנטלום וניוביום חזקה יחסית. לכן, לקרביד מוצק YT יש עמידות טובה יותר בפני שחיקה. בעת חיתוך קרמיקה ו-PCBN, כאשר הטמפרטורה גבוהה כמו 1000 מעלות -1300 מעלות, הבלאי בדיפוזיה אינו משמעותי. בשל החומרים השונים של חומר העבודה, השבב והכלי, יווצר פוטנציאל תרמו-אלקטרי באזור המגע במהלך החיתוך. פוטנציאל תרמו-אלקטרי זה יכול לקדם דיפוזיה ולהאיץ את בלאי הכלי. סוג זה של בלאי דיפוזיה תחת פעולת הפוטנציאל התרמו-אלקטרי נקרא "בלאי תרמו-אלקטרי".

4) בלאי חמצון

כאשר הטמפרטורה עולה, פני הכלי מתחמצנים כדי לייצר תחמוצות רכות יותר שנשפשפות על ידי שבבים, מה שנקרא בלאי חמצוני. לדוגמה: ב-700 מעלות ~ 800 מעלות, חמצן באוויר מגיב עם קובלט, קרביד, טיטניום קרביד וכו' בקרביד מוצק ליצירת תחמוצות רכות; ב-1000 מעלות, PCBN מגיב כימית עם אדי מים.

03
דפוס בלאי להב

1) נזקי פנים

כאשר חותכים חומרים פלסטיים במהירות גבוהה, החלק של פני הגרפה הקרוב לכוח החיתוך יישחק לצורת חצי סהר קעורה בפעולת שבבים, ולכן זה נקרא גם בלאי מכתש. בשלב המוקדם של הבלאי זווית הגריפה של הכלי גדלה, מה שמשפר את תנאי החיתוך ותורם לסלסול ושבירת שבבים. עם זאת, כאשר מכתש הסהר גדל עוד יותר, חוזק קצה החיתוך נחלש מאוד, מה שעלול לגרום לבסוף לשבירת קצה החיתוך. מקרה. בעת חיתוך חומרים שבירים, או חיתוך חומרים פלסטיים במהירויות חיתוך נמוכות יותר ובעובי חיתוך דק יותר, בלאי מכתש בדרך כלל אינו מתרחש.

2) בלאי קצה הכלים

שחיקת אף הכלי היא השחיקה של הצלע של קשת אף הכלי ושל הצלע המשנית הסמוכה, שהיא המשך השחיקה של הצלע העליון של הכלי. בשל תנאי פיזור החום הלקויים והמתח המרוכז כאן, מהירות הבלאי מהירה יותר מזו של האגף, ולעיתים נוצרות על אגף העזר סדרה של חריצים קטנים במרחק שווה לכמות ההזנה, מה שנקרא בלאי חריץ. . הם נובעים בעיקר מהשכבה המוקשה וקווי החיתוך על פני השטח המעובדים. בעת חיתוך חומרים קשים לחיתוך עם נטייה גבוהה להתקשות, סביר להניח שייגרם בלאי חריצים. לבלאי קצה הכלים יש את ההשפעה הגדולה ביותר על חספוס משטח העבודה ועל דיוק העיבוד.

3) בלאי צד

בעת חיתוך חומרים פלסטיים בעובי חיתוך גדולים, ייתכן שהצד של הכלי לא יהיה במגע עם חומר העבודה עקב נוכחות של קצה בנוי. בנוסף, בדרך כלל הצלע יבוא במגע עם חומר העבודה, ונוצר אזור בלאי עם זווית הקלה של 0 על הצלע. בדרך כלל, באמצע אורך העבודה של קצה החיתוך, בלאי הצד הוא אחיד יחסית, כך שניתן למדוד את מידת הבלאי של הצד החיתוך לפי רוחב אזור הבלאי של הצד החיתוך VB של קצה החיתוך.

מכיוון שלסוגים שונים של כלים יש כמעט תמיד בלאי פלנקים בתנאי חיתוך שונים, במיוחד בחיתוך חומרים שבירים או חיתוך חומרים פלסטיים בעלי עובי חיתוך קטן, הבלאי של הכלי הוא בעיקר בלאי פלנקס, ואזור השחיקה מדידת הרוחב VB הוא פשוט יחסית, כך ש-VB משמש בדרך כלל לציון מידת שחיקת הכלים. ככל שה-VB גדול יותר, לא רק יגביר את כוח החיתוך ויגרום לרטט חיתוך, אלא גם ישפיע על הבלאי בקשת של קצה הכלי, ובכך ישפיע על דיוק העיבוד ואיכות פני השטח.

04
כיצד למנוע שבירה של סכינים

1) על פי המאפיינים של החומרים והחלקים המעובדים, בחר באופן סביר את הסוגים והדרגות של חומרי הכלים. תחת הנחת היסוד של קשיות מסוימת ועמידות בפני שחיקה, יש צורך להבטיח שלחומר הכלי יש את הקשיחות הדרושה.

2) בחר באופן סביר את הפרמטרים הגיאומטריים של הכלי. על ידי התאמת הזוויות הקדמיות והאחוריות, זוויות הסטייה הראשית והעזר, וזוויות נטיית הלהב וכו', ניתן להבטיח שלקצה החיתוך וקצה הכלי יש חוזק טוב יותר. שחיקה של שיפוע שלילי על קצה החיתוך הוא אמצעי יעיל למניעת סתתים.

3) הקפידו על איכות הריתוך וההשחזה, והימנעו מפגמים שונים הנגרמים כתוצאה מריתוך והשחזה לקויים. יש לטחון את הסכינים המשמשות בתהליך המפתח כדי לשפר את איכות פני השטח ולבדוק אם יש סדקים.

4) בחר באופן סביר את כמות החיתוך כדי למנוע כוח חיתוך מוגזם וטמפרטורת חיתוך גבוהה כדי למנוע נזק לכלי.

5) ככל האפשר, ודא שלמערכת התהליך יש קשיחות טובה יותר והפחית את הרטט.

6) קחו את שיטת הפעולה הנכונה, ונסו לגרום לכלי לא לשאת או לשאת בעומס השינוי הפתאומי עד כמה שניתן.

05
גורמים ואמצעי נגד של שבבי כלים

1. בחירה לא נכונה של הדרגה והמפרט של הלהב, כגון עובי הלהב דק מדי או הכיתה הקשה מדי ושבירה מדי נבחרה לעיבוד גס.

אמצעי נגד: הגדל את עובי הלהב או התקן את הלהב בצורה אנכית, ובחר בדרגה עם חוזק כיפוף וקשיחות גבוהים יותר.

2. בחירה לא נכונה של פרמטרים של גיאומטריית הכלי (כגון זוויות קדמיות ואחוריות גדולות מדי וכו').

אמצעי נגד:
אתה יכול להתחיל לעצב מחדש את הכלי מההיבטים הבאים.
1) הקטינו כראוי את הזווית הקדמית והאחורית.
2) השתמש בנטיית קצה שלילית גדולה יותר.
3) הקטינו את זווית הכניסה.
4) השתמשו בשיפוע שלילי גדול יותר או בקשת קצה.
5) טחינת קצה המעבר כדי לשפר את הקצה.

3) תהליך הריתוך של הלהב אינו נכון, וכתוצאה מכך מתח ריתוך מוגזם או סדקי ריתוך.

אמצעי נגד:
1) הימנע מאימוץ מבנה חריץ להב סגור תלת צדדי.
2) בחירה נכונה של הלחמה.
3) הימנע משימוש בריתוך חימום להבה אוקסיאצטילן, ושמור על חום לאחר הריתוך כדי למנוע מתח פנימי.
4) השתמש במבנה הידוק מכני ככל האפשר

4. שיטת השחזה לא נכונה תגרום ללחץ שחיקה ולסדקי שחיקה; לאחר השחזה של חותך כרסום PCBN, הרטט של שיני החיתוך גדול מדי, מה שהופך את העומס של שיני חיתוך בודדות לכבד מדי, וגם יגרום לחיתוך.

אמצעי נגד:
1) השחזה עם השחזה לסירוגין או גלגל שיוף יהלום.
2) בחר גלגל שחיקה רך יותר, ולעתים קרובות התלבש כדי לשמור על גלגל השחזה חד.
3) שימו לב לאיכות ההשחזה ולשלוט בקפדנות על הרטט של שיני חותך הכרסום.

5. הבחירה בכמות החיתוך אינה סבירה. אם הכמות גדולה מדי, כלי המכונה יהיה משעמם; בעת חיתוך לסירוגין, מהירות החיתוך גבוהה מדי, קצב ההזנה גדול מדי, וכאשר הקצבה החסרה אינה אחידה, עומק החיתוך קטן מדי; חיתוך פלדת מנגן גבוהה עבור חומרים עם נטייה גדולה להתקשות, קצב ההזנה קטן מדי.

אמצעי נגד: בחר מחדש את כמות החיתוך.

6. סיבות מבניות כגון המשטח התחתון של החריץ של כלי ההידוק המכני אינו אחיד או שהלהב בולט יותר מדי.

אמצעי נגד:
1) גזרו את המשטח התחתון של הלולאה.
2) לארגן באופן סביר את המיקום של פיית נוזל החיתוך.
3) השוק המוקשה מוסיף אטם קרביד מתחת ללהב.

7. בלאי יתר של הכלים.

אמצעי נגד: החלף את הכלי או החלף את קצה החיתוך בזמן.

8. קצב זרימת נוזל חיתוך לא מספיק או שיטת מילוי שגויה יגרמו לחום פתאומי ולנזק סדק של הלהב.

אמצעי נגד:
1) הגדל את קצב הזרימה של נוזל החיתוך.
2) לארגן באופן סביר את המיקום של פיית נוזל החיתוך.
3) השתמש בשיטות קירור יעילות כגון קירור בהתזה כדי לשפר את אפקט הקירור.
4) אמצו חיתוך במהירות גבוהה כדי להפחית את ההשפעה על הלהב.

9. הכלי מותקן בצורה לא נכונה, כגון: כלי החיתוך מותקן גבוה מדי או נמוך מדי; חותך כרסום הקצה מאמץ כרסום א-סימטרי למטה וכו'.

אמצעי נגד: התקן מחדש את הכלי.

10. הקשיחות של מערכת התהליך ירודה מדי, וכתוצאה מכך רטט חיתוך מוגזם.

אמצעי נגד:
1) הגדל את תמיכת העזר של חומר העבודה כדי לשפר את קשיחות ההידוק של חומר העבודה.
2) צמצם את אורך התלייה של הכלי.
3) צמצמו כראוי את זווית הגב של הכלי.
4) אמצו אמצעי שיכוך אחרים.

11. פעולה בשוגג, כגון: כאשר הכלי חותך מאמצע חומר העבודה, הפעולה אלימה מדי; לפני שהכלי נסוג, עצור מיד.

אמצעי נגד: שימו לב לשיטת הפעולה.

06
גורמים, מאפיינים ואמצעי בקרה של קצה בנוי

1. סיבות

בחלק הקרוב לקצה החיתוך, באזור מגע הכלי-שבב, בגלל כוח הירידה הגדול, המתכת הבסיסית של השבב מוטבעת בפסגות ובעמקים המיקרוסקופיים הלא אחידים על פני המגרפה, ויוצרת מתכת אמיתית. -מגע מתכת ללא פערים וגורם להדבקה. , חלק זה של אזור המגע בין שבב סכין נקרא אזור ההדבקה. באזור ההדבקה, תהיה שכבה דקה של חומר מתכת מופקדת על פני המגרפה בתחתית השבב. חומר המתכת של חלק זה של השבב עבר דפורמציה חמורה ויתחזק בטמפרטורת חיתוך מתאימה. עם זרימה מתמשכת של שבבים, תחת דחיפה של זרימת החיתוך שלאחר מכן, שכבת חומר סטגנציה זו תחליק ביחס לשכבת השבבים העליונה ותעזוב, ותהפוך לבסיס של קצה בנוי. לאחר מכן, תיווצר עליו שכבה שנייה של חומר חיתוך עומד, ושכבה רציפה זו תיצור קצה בנוי.

2. מאפיינים והשפעה על תהליך החיתוך

1) הקשיות גבוהה פי 1.5~2.0 מזו של חומר העבודה. זה יכול להחליף את פני המגרפה לחיתוך, ויש לו השפעה של הגנה על קצה החיתוך והפחתת הבלאי של פני המגרפה. עם זאת, כאשר הקצה הבנוי נופל, הפסולת זורמת דרך אזור המגע של כלי העבודה. גורם לבלאי צד הכלי.

2) לאחר יצירת הקצה הבנוי, זווית הגריפה של הכלי גדלה באופן משמעותי, מה שממלא תפקיד חיובי בהפחתת עיוות שבב וכוח חיתוך.

3) מכיוון שהקצה הבנוי בולט מעבר לקצה החיתוך, עומק החיתוך בפועל גדל, מה שמשפיע על דיוק הממדים של חומר העבודה.

4) קצה בנוי יגרום לתופעת "תלם" על פני חומר העבודה, אשר תשפיע על חספוס פני השטח של חומר העבודה.

5) שברי קצה בנוי יתחברו או ייטבעו לתוך פני השטח של חומר העבודה כדי לגרום לכתמים קשים, אשר ישפיעו על איכות המשטח המעובד של חומר העבודה.

מהניתוח לעיל, ניתן לראות שקצה בנוי אינו טוב לחיתוך, במיוחד לגימור.

3. אמצעי בקרה

ניתן למנוע יצירת קצה בנוי על ידי אי הדבקה או עיוות וחיזוק החומר התחתון של השבב ופני המגרפה. עבור יום זה, ניתן לנקוט באמצעים הבאים.

1) הפחת את החספוס של פני המגרפה.
2) הגדל את זווית הגריפה של הכלי.
3) הפחת את עובי החיתוך.
4) השתמש בחיתוך במהירות נמוכה או בחיתוך במהירות גבוהה כדי למנוע את מהירות החיתוך שקל ליצור קצה בנוי.
5) בצע טיפול חום מתאים בחומר העבודה כדי להגביר את קשיותו ולהפחית את הפלסטיות.
6) השתמש בנוזל חיתוך בעל תכונות אנטי-התקשרות טובות (כגון נוזל חיתוך בלחץ קיצוני המכיל גופרית וכלור).