Ursachen und Auswirkungen von Aufbauschneiden (BUE) in Drehanwendungen

Bei Drehoperationen steht das Werkzeug still, während das Werkstück in einem eingespannten Futter oder einer Spannzangenaufnahme rotiert. Viele Operationen werden in einer Drehmaschine durchgeführt, wie z. B. Plandrehen, Bohren, Nuten, Gewindeschneiden und Abstechanwendungen. Es ist zwingend erforderlich, die richtige Werkzeuggeometrie und Schnittparameter für den zu bearbeitenden Materialtyp zu verwenden. Wenn diese Parameter bei Ihren Drehoperationen nicht richtig angewendet werden, können Aufbauschneiden (BUE) oder viele andere Fehlerarten auftreten. Diese Ausfallarten wirken sich nachteilig auf die Leistung des Schneidwerkzeugs aus und können zu einem insgesamt verschrotteten Teil führen.

Bei der Inspektion eines Schneidwerkzeugs unter einem Mikroskop oder einer Augenlupe gibt es verschiedene Arten von Fehlermodi für Drehwerkzeuge, die offensichtlich sein können. Einige der gebräuchlichsten Modi sind:

• Normale Flankenabnutzung: Die einzig akzeptable Form des Werkzeugverschleißes, der durch die normale Alterung eines gebrauchten Schneidwerkzeugs entsteht und an den Schneidkanten zu finden ist.
  • Dieser abrasive Verschleiß, der durch harte Bestandteile im Werkstückmaterial verursacht wird, ist die einzige bevorzugte Methode des Werkzeugverschleißes, da er vorhersehbar ist und weiterhin eine stabile Werkzeuglebensdauer bietet, was eine weitere Optimierung und gesteigerte Produktivität ermöglicht.
• Kraterbildung: Auf der Schneidfläche eines Werkzeugs festgestellte Verformungen.
  • Dieser Werkzeugmodus ist ein chemisches und Hitzeversagen, lokalisiert auf dem Spanflächenbereich des Drehwerkzeugs oder Einsatzes. Dieses Versagen resultiert aus der chemischen Reaktion zwischen dem Werkstückmaterial und dem Schneidwerkzeug und wird durch die Schnittgeschwindigkeit verstärkt. Übermäßiger Kraterverschleiß schwächt die Schneidkante eines Drehwerkzeugs und kann zu Schneidkantenversagen führen.
• Chipping: Bruch des Drehmeißels entlang der Spanfläche, dadurch ungenaue, raue Schneidkante.
  • Dies ist ein mechanischer Fehler, der häufig bei unterbrochenen Schnitten oder nicht starren Bearbeitungseinstellungen auftritt. Viele Schuldige können für Ausbrüche verantwortlich sein, einschließlich Maschinenpannen und Werkzeughaltersicherheit.
• Thermisches mechanisches Versagen (thermisches Reißen): Das Brechen eines Schneidwerkzeugs aufgrund erheblicher Schwankungen der Bearbeitungstemperatur.
  • Beim Wenden ist das Wärmemanagement entscheidend. Zu wenig oder zu viel Wärme kann Probleme verursachen, ebenso wie erhebliche, schnelle Temperaturschwankungen (wiederholtes Erhitzen und Abkühlen an der Schneidkante). Thermisch-mechanisches Versagen zeigt sich normalerweise in Form von Rissen in gleichmäßigen Abständen senkrecht zur Schneidkante des Drehwerkzeugs.
• Aufgebauter Rand (BUE): Wenn durch hohe Hitze, Druck und Reibung Späne am Schneidwerkzeug haften bleiben.

Auswirkungen der Aufbauschneide in der Drehanwendung

Eine Aufbauschneide ist vielleicht die am einfachsten zu identifizierende Form von Werkzeugverschleiß, da sie ohne Mikroskop oder Lupe sichtbar sein kann. Der Begriff Aufbauschneide bedeutet, dass das Material, das Sie bearbeiten, mit dem Schneidwerkzeug druckverschweißt wird. Bei der Inspektion Ihres Werkzeugs ist Material auf der Spanfläche oder Freifläche des Schneidwerkzeugs ein Hinweis auf ein BUE-Problem.

Diese Bedingung kann viele Probleme bei Ihren Bearbeitungsvorgängen verursachen, wie z. B. schlechte Werkzeuglebensdauer, unterdurchschnittliche Oberflächengüte, Größenabweichungen und viele andere Qualitätsprobleme. Der Grund für diese Probleme liegt darin, dass der Mittellinienabstand und die Werkzeuggeometrie der Schneidkante durch das Material verändert werden, das an die Span- oder Flankenfläche des Werkzeugs geschweißt wurde. Wenn sich der BUE-Zustand verschlechtert, können andere Arten von Ausfällen oder sogar katastrophale Ausfälle auftreten.

Ursachen der Aufbauschneide in Drehanwendungen

Falsche Werkzeugwahl

Aufbauschneiden werden oft durch die Verwendung eines Drehwerkzeugs verursacht, das nicht die richtige Geometrie für das zu bearbeitende Material hat. Vor allem bei der Bearbeitung eines gummiartigen Materials wie Aluminium oder Titan ist es am besten, Werkzeuge mit extrem scharfen Schneidkanten, freier Schneidgeometrie und einer polierten Flanke und Spanfläche zu verwenden. Dies hilft Ihnen nicht nur, das Material schnell zu schneiden, sondern verhindert auch, dass es am Schneidwerkzeug haften bleibt.

Alte Werkzeuge verwenden

Auch bei Verwendung eines Drehwerkzeugs mit korrekter Geometrie kann BUE auftreten. Wenn das Werkzeug zu verschleißen beginnt und sich seine Schneide zu verschlechtern beginnt, beginnt sich das Material auf der Oberfläche des Werkzeugs aufzubauen. Aus diesem Grund ist es sehr wichtig, die Schneidkante eines Werkzeugs zu überprüfen, nachdem Sie einige Teile bearbeitet haben, und dann stichprobenartig während der eingestellten Standzeit. Dies wird Ihnen helfen, die Grundursache für alle Fehlermodi zu identifizieren, indem Sie sie frühzeitig identifizieren.

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Unzureichende Wärmeerzeugung

Eine Aufbauschneide kann dadurch verursacht werden, dass ein Werkzeug mit falschen Schnittparametern läuft. Wenn BUE ein Problem ist, liegt dies normalerweise an zu niedrigen Geschwindigkeiten oder Vorschüben. Die Wärmeerzeugung ist bei jeder Bearbeitungsanwendung von entscheidender Bedeutung – während zu viel Wärme das Material eines Teils beeinträchtigen kann, kann zu wenig dazu führen, dass das Werkzeug weniger effektiv Späne effizient entfernt.

4 einfache Möglichkeiten zur Verringerung der Aufbauschneidenbildung bei Drehanwendungen

1. Entscheiden Sie sich bei der Auswahl eines Werkzeugs für freies Schneiden, scharfe Geometrien mit hochpolierten Oberflächen. Die Auswahl eines Werkzeugs mit Spanbrechergeometrie trägt auch dazu bei, Späne zu teilen, was dazu beiträgt, sie vom Teil und der Schnittfläche zu entfernen.
2. Vertrauen Sie auf Ihren Anwendungsansatz und Ihre Laufparameter. Es ist immer wichtig zu überprüfen, ob Ihre Laufparameter für Ihre Drehanwendung geeignet sind.
3. Stellen Sie sicher, dass das Kühlmittel auf die Schneidkante konzentriert ist und erhöhen Sie die Kühlmittelkonzentration.
4. Entscheiden Sie sich für eine beschichtete Wendeschneidplatte, da Beschichtungen speziell für einen bestimmten Satz von Teilematerialien entwickelt wurden und so konzipiert sind, dass sie häufige Bearbeitungsprobleme verhindern.