Häufigen Werkzeugverschleiß verhindern: 4 Schlüsselstrategien

Dieser Beitrag ist einer von mehreren Blog-Artikeln zum Thema High Efficiency Milling. Für ein vollständiges Verständnis dieser beliebten Bearbeitungsmethode lesen Sie bitte auch die weiteren HEM-Artikel unten!

Einführung in High Efficiency Milling I High Speed Machining vs. HEM I Chip Thinning bekämpfen I Eintauchen in die Schnitttiefe I Einführung in das Trochoidalfräsen

Werkzeugverschleiß definieren

Werkzeugverschleiß ist der Zusammenbruch und das allmähliche Versagen eines Schneidwerkzeugs aufgrund regulärer Operation. Jedes Werkzeug wird zu einem bestimmten Zeitpunkt in seinem Leben Werkzeugverschleiß erfahren. Übermäßiger Verschleiß zeigt Inkonsistenzen und hat unerwünschte Auswirkungen auf Ihr Werkstück, daher ist es wichtig, Werkzeugverschleiß zu vermeiden, um optimale Schaftfräser-Leistung zu erreichen. Werkzeugverschleiß kann auch zu Ausfall führen, was wiederum zu ernsthaften Schäden, Nacharbeit und verschrotteten Teilen führen kann.

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Um die Werkzeugstandzeit zu verlängern, ist die Identifizierung und Minderung der verschiedenen Anzeichen von Werkzeugverschleiß der Schlüssel. Sowohl thermische als auch mechanische Spannungen verursachen Werkzeugverschleiß, wobei Hitze und Abrieb die Hauptverursacher sind. Zu lernen, wie man die häufigsten Arten von Werkzeugverschleiß identifiziert und was sie verursacht, kann Zerspanern helfen, Probleme schnell zu beheben und die Werkzeuglebensdauer zu verlängern.

Abrasiver Verschleiß

Der Verschleißland ist ein Muster gleichmäßiger Abnutzung an der Schneide des Werkzeugs, verursacht durch mechanischen Abrieb vom Werkstück. Dies stumpft die Schneide eines Werkzeugs ab und kann sogar Dimensionen wie den Werkzeugdurchmesser verändern. Bei höheren Geschwindigkeiten wird übermäßige Hitze mehr zum Problem, was mehr Schaden an der Schneide verursacht, besonders wenn keine geeignete Werkzeugbeschichtung verwendet wird.

Wenn der Verschleißland übermäßig wird oder vorzeitigen Werkzeugausfall verursacht, können die Reduzierung der Schnittgeschwindigkeit und die Optimierung der Kühlmittelverwendung helfen. High Efficiency Milling (HEM) Werkzeugpfade können helfen, Verschleiß zu reduzieren, indem sie die vom Werkzeug geleistete Arbeit über seine gesamte Schneidenlänge verteilen. Dies verhindert lokalisierten Verschleiß und verlängert die Werkzeugstandzeit, indem die gesamte verfügbare Schneide genutzt wird.

Ausbrüche (Chipping)

Ausbrüche können leicht an einer eingekerbten oder abgeblätterten Kante am Schneidwerkzeug identifiziert werden oder durch Untersuchung der Oberflächenqualität eines Teils. Eine schlechte Oberflächenqualität kann oft anzeigen, dass ein Werkzeug irgendeine Art von Ausbruch erlebt hat, was zu eventualem katastrophalem Werkzeugausfall führen kann, wenn es nicht erkannt wird.

Ausbrüche werden typischerweise durch übermäßige Lasten und Schockbelastung während der Operation verursacht, aber sie können auch durch thermisches Rissbildung, eine andere Art von Werkzeugverschleiß, verursacht werden, die im Detail weiter unten untersucht wird. Um Ausbrüchen entgegenzuwirken, stellen Sie sicher, dass der Fräsvorgang vollständig frei von Vibrationen und Rattern ist. Ein Blick auf die Drehzahlen und Vorschübe kann ebenfalls helfen. Unterbrochene Schnitte und wiederholter Teileintritt können ebenfalls negative Auswirkungen auf ein Werkzeug haben. Die Reduzierung der Vorschubgeschwindigkeiten für diese Situationen kann das Risiko von Ausbrüchen mindern.

Thermische Rissbildung

Thermische Rissbildung wird oft durch Risse im Werkzeug senkrecht zur Schneide identifiziert. Risse bilden sich langsam, aber sie können sowohl zu Ausbrüchen als auch zu vorzeitigem Werkzeugausfall führen.

Thermische Rissbildung, wie der Name andeutet, wird durch extreme Temperaturschwankungen während des Fräsens verursacht. Das Hinzufügen einer geeigneten Beschichtung zu einem Schaftfräser ist vorteilhaft, um Hitzebeständigkeit und reduzierte Abrasion an einem Werkzeug zu bieten. HEM-Werkzeugpfade bieten hervorragenden Schutz vor thermischer Rissbildung, da diese Werkzeugpfade die Hitze über die Schneide des Werkzeugs verteilen, die Gesamttemperatur reduzieren und ernsthafte Hitzeschwankungen verhindern.

Bruch (Fracture)

Bruch ist der vollständige Verlust der Werkzeugnutzung aufgrund plötzlichen Bruchs, oft als Ergebnis von unangemessenen Drehzahlen und Vorschüben, einer falschen Beschichtung oder einer unangemessenen Schnitttiefe. Werkzeughalterprobleme oder lockeres Spannen können ebenfalls einen Bruch verursachen, wie auch Inkonsistenzen in den Werkstückmaterialeigenschaften.

Das Anpassen der Drehzahlen, Vorschübe und Schnitttiefe und das Überprüfen der Einrichtung auf Steifigkeit wird helfen, Brüche zu reduzieren. Die Optimierung der Kühlmittelverwendung kann auch hilfreich sein, um Hotspots in Materialien zu vermeiden, die eine Schneide abstumpfen und einen Bruch verursachen können. HEM-Werkzeugpfade verhindern Bruch, indem sie eine konsistentere Last auf einem Werkzeug bieten. Schockbelastung wird reduziert, was weniger Stress auf einem Werkzeug verursacht, was die Wahrscheinlichkeit von Bruch verringert und die Werkzeugstandzeit erhöht.

Es ist wichtig, Werkzeuge zu überwachen und sie in gutem, funktionierendem Zustand zu halten, um Ausfallzeiten zu vermeiden und Geld zu sparen. Verschleiß wird durch sowohl thermische als auch mechanische Kräfte verursacht, die durch das Fahren mit geeigneten Laufparametern und HEM-Werkzeugpfaden gemildert werden können, um Verschleiß über die gesamte Schneidenlänge zu verteilen. Während jedes Werkzeug schließlich irgendeine Art von Werkzeugverschleiß erfahren wird, können die Auswirkungen verzögert werden, indem man genau auf Drehzahlen, Vorschübe und Schnitttiefe achtet. Präventive Maßnahmen sollten ergriffen werden, um Probleme zu korrigieren, bevor sie vollständigen Werkzeugausfall verursachen.