Deteriorarea plăcuțelor și impactul negativ avut asupra echipamentelor de producție este similară cu cea a unui atlet care tocește o pereche bună de pantof de alergat. Similar cu pantoful de alergare care se tocește sub greutatea atletului, plăcuța de așchiere este supusă unor eforturi mari și se uzează. Dacă această problemă rămâne netratată rezultatele atletului vor avea de suferit, la fel și în cazul plăcuțelor uzate producătorul va avea o productivitate din ce în ce mai scăzută.

Producătorii pot analiza și preconiza durata maximă de viață și timpul de utilizare previzibil al sculei, menținând astfel precizia piesei fnite și reducând deteriorarea echipamentelor. Examinarea prematură a plăcuțelor este importantă în determinarea problemei care conduce la distrugerea plăcuței. La fel de importantă este și observarea și raportarea acestor probleme. Dacă acești pași extrem de importanți sunt omiși se va ajunge la o situație confuză și nu se va putea face diferența între diferitele tipuri de cauze ce conduc la deteriorarea plăcuțelor.

Un microscop cu optică și iluminare bună și cu factor de mărire de cel puțin 20x vine în ajutorul producătorilor în procedura de examinare a plăcuțelor. Cu ajutorul acestui microscop se pot identifca 8 cazuri uzuale privind deteriorarea prematură a plăcuțelor.

1. Apariția craterelor

Apare de obicei apare în cazul operațiilor cu viteze mari cum ar fi prelucrarea oțelului sau a aliajelor de titan datorită temperaturilor ridicate și a unor probleme chimice, ceea ce conduc la dizolvarea plăcuței în așchii.
Apariția craterelor este cauzată de combinația uzurii abrazive și a fenomenului de difuzie. În prezența titanului sau a fierului temperatura ridicată a piesei de prelucrat permite carburii să se dizolve și să se transfere în așchie creând astfel un crater în partea superioară a plăcuței. Craterul poate deveni destul de mare ca să determine ruperea flancurilor, deformarea acestuia sau poate cauza uzura rapidă a flancurilor.

2. Adrențe pe muchia de așchiere

Aderențele pe muchia de așchiere apar atunci când unele fragmente din piesa de prelucrat rămân sudate de muchia de așchiere. Aderențele apar datorită afinității chimice, a presiunii mari și a temperaturilor ridicate în zona de așchiere. În unele cazuri adrențele se pot desprinde și pot rupe bucățele din plăcuță conducând asfel la uzura de tip ciupitură sau la uzura rapidă a flancurilor.
Acest tip de uzură apare în special în cazul materialelor lipicioase, vitezelor mici de așchiere la prelucrarea oțelulrilor înalt aliate, oțelurilor inoxidabile, materialelor neferoase și în aplicațiile de filetare și găurire. Aderențele pe muchia de așchiere se pot identifica prin schimbările neregulate a rugozității suprafeței prelucrate precum și prin apariția unui depozit de material pe muchia de așchiere sau pe flancurile plăcuței.
Aderența pe muchia de așchiere este controlabilă prin mărirea vitezei de așchiere și al avansului, utilizarea plăcuțelor acoperite cu nitrură de titan (TiN), utilizarea lichidului de răcire în condițiile recomandate (ex. mărirea concentrației) și utilizând plăcuțe cu geometrii pozitive și suprafață de degajare honuită.

3. Ciupituri

Ciupiturile apar datorită instabilitătilor mecanice create de multe ori de setările non-rigide, rulmenții arborelui uzați, arborele mainii deterorat, incluziuni dure în semifabricat sau așchiere întreruptă. Aceste ciupituri pot apărea în cele mai neașteptate locuri și momente: în timpul prelucrării pulberilor metalice (PM) unde sunt lăsate în mod deliberat porozități în masa semifabricatului.
În acest caz ciupiturile sunt vizibile de-alungul plăcuței. Pentru a evita apariția ciupiturilor trebuiesc luate următoarele măsuri:
- configurare corespunzătotare a mașinii,
- abaterile trebuiesc minimalizate,
- plăcuțele utilizate să fie ascuțite,
- Aderența pe muchia de așchiere trebuie controlată corespunzător,
- Utilizarea de plăcuțe mai rezistente
- Utilizarea de geometrii mai protejate

4. Fractură datorită șocului termic și mecanic

Combinația dintre fluctuațiile mari de temperatură și șocurile mecanice pot cauza fracturi. Crăpăturile apar de-alungul muchiei de așchiere și pot cauza ruperea unor fragmente din plăcuță asemănător ciupiturior.
Acest tip de uzură poate fi întâlnit mai des în cazul aplicațiilor de frezare și mai rar în cazul aplicațiilor de strunjire cu întreruperi, la frezările plane și în operații în care lichidul de răcire este livrat cu intermitențe. Fracturile datorită șocului termic și mecanic apar ca niște crăpături perpendiculare pe muchia de așchiere. Identificarea acestui tip de uzură este importantă pentru a evita apariția ciupiturilor.
Modalități de evitare a fracturilor cauzate de șocul termic și mecanic:
- Aplicarea lichidului de răcire în mod corespunzător sau înlăturarea acestuia,
- Utilizarea unor plăcuțe rezistente la șoc
- Utilizarea plăcuțelor cu geometrii rezistente la căldură
- Reducerea vitezei de avans

5. Deformarea muchiei

Deformarea muchiei de așchiere este determinată de temperatura excesivă combinată cu încărcarea mecanică. Temperaturile ridicate sunt întâlnite în special în cazul utilizării vitezei mari de așchiere și de avans sau în cazul prelucrării oțelului dur, materialelor durificate superficial și al oțelului înalt aliat.
Temperaturile excesive cauzează topirea liantului (cobaltului) din plăcuța de așchiere. Încărcarea mecanică apare atunci când presiunea dintre plăcuță și materialul prelucrat deformează plăcuța în zona de vârf ducând la ruperea plăcuței sau la uzura rapidă a flancurilor.
Primele semne ale deformării muchiei de așchiere sunt dimensiunile neconforme ale produsului finit. Deformarea muchiei poate fi controlată prin aplicarea corectă a lichidului de răcire, utilizarea unei plăcuțe mai rezistente la uzură și cu un conținut redus de cobalt, micșorarea vitezei de așchiere și a avansului precum și utilizarea unei geometrii pozitive.

6. Crestături

Crestăturile apar atunci când suprafața abrazivă a semifabricatului erodează în adâncime o zonă în muchia de așchiere. Semifabricate turnate, suprafețe oxidate, semifabricate durificate superficial sau cu suprafețe neregulate, toate pot produce crestături. Deoarece braziunea este factorul principal de producere a crestăturilor, este posibilă și apariția ciupiturilor. Muchia de așchiere a plăcuței este supusă la compresiune pe direcția adâncimii de așchiere, făcând această zonă foarte sensibilă la impact.

Această uzură este vizibilă atunci când apar crestături și ciupituri în zona adâncimii de așchiere a plăcuței. Pentru a preveni apariția crestăturilor este importantă varierea adâncimii de așchiere la așchierea în mai multe treceri, utilizarea unei scule cu unghi de atac mare, mărirea vitezei de așchiere la prelucrarea oțelurilor rezistente la temperatură, reducerea ratei avansului, honuirea zonei adâncimii de avans și prevenirea apariției aderențelor pe tăiș mai ales la prelucrarea oțelului inoxidabil.

7. Ruperea mecanică a plăcuței

Ruperea mecanică a plăcuței apare atunci când forța de așchiere depășește rezistența la rupere a muchiei de așchiere. Toate tipurile de uzură analizate anterior pot conduce la ruperea mecanică a plăcuței.
Se poate evita fracturarea mecanică a plăcuței prin corectarea fenomenelor descrise anterior. Utilizarea unei calități rezistente la șocuri, o geometrie mai solidă, utilizara unei plăcuțe mai groase, reducerea ratei avansului și/sau adâncimii de așchiere, mărirea rigidității sistemului și a prinderii semifabricatului, verificarea incluziunilor dure în semifabricat, toate acestea sunt măsuri eficiente pentru evitatea producerii fracturării mecanice. Prin înțelegerea mecanismului de apariție a celor 8 probleme uzuale și dezvoltarea unor abilități de analiză, producătorii de piese și subansamble au doar de câștigat. Mărirea productivității, mărirea duratei de viață a sculei, îmbunătățirea toleranțelor și a finisării suprafețelor semifabricatelor, uzură mai mică a echipamentelor, reducerea riscului de spargere a plăcuței fapt care duce la distrugerea piesei prelucrate și la oprirea producției, sunt doar unele dintre beneficiile ușor de obținut.

SecoTools România
Str. T. Grozăvescu nr. 9, Brașov
Tel: 0268.414.723
Fax: 0268.476.772
E-mail: Această adresă de email este protejată contra spambots. Trebuie să activați JavaScript pentru a o vedea.
www.secotools.com