รูปแบบการสึกหรอของเครื่องและการเพิ่มประสิทธิภาพ
เรียนรู้วิธีการระบุรูปแบบการสึกหรอของเครื่องมือที่พบบ่อยที่สุดในการตัดเฉือน สาเหตุที่พบบ่อย และวิธีการควบคุมที่เหมาะสมที่สุด เพื่อยืดอายุการใช้งานเครื่องมือให้สูงสุด รูปแบบการสึกหรอที่กล่าวถึงได้แก่ การสึกหรอเป็นหลุม การสึกหรอด้านข้าง การสึกหรอเป็นรอยบาก และอื่นๆ
การสึกหรอด้านข้างเป็นสภาวะการสึกหรอของเครื่องมือที่พึงประสงค์ที่สุด เนื่องจากสามารถคาดการณ์และเชื่อถือได้ ขณะเดียวกันก็ให้ความสัมพันธ์ที่ชัดเจนระหว่างการสึกหรอด้านข้างและอายุการใช้งานเครื่องมือที่ทำได้ อย่างไรก็ตาม การสึกหรอด้านข้างที่เกิดขึ้นเร็วเกินไป – คล้ายกับการสึกหรอด้านข้างแบบพื้นฐานแต่เกิดขึ้นในช่วงเวลาสั้น ๆ – อาจเป็นปัญหาได้
การสึกหรอด้านข้างเกิดขึ้นเมื่อใด?
ที่ความเร็วตัดต่ำ สาเหตุหลักของการสึกหรอด้านข้างคือ การเสียดสีและการกัดกร่อน ใช้กล้องจุลทรรศน์ดูการรวมอนุภาคของวัสดุชิ้นงานหรือคาร์ไบด์แข็งตัวจากความเครียดที่ตัดเข้าไปในเครื่องมือตัด ชิ้นส่วนเล็ก ๆ ของการเคลือบจะแตกออกและตัดเข้าไปที่หน้าตัดเครื่องมือ ในที่สุดโคบอลต์ก็เสื่อมสภาพจากเมทริกซ์ ซึ่งจะลดการยึดเกาะของเกรนคาร์ไบด์ เป็นสาเหตุให้แตกหักได้เช่นกัน
ที่ความเร็วตัดที่สูงขึ้น การสึกหรอแบบแพร่กระจายเป็นสาเหตุหลักของการสึกหรอด้านข้าง เนื่องจากความเร็วตัวที่สูงขึ้นจะสร้างอุณหภูมิที่สูงขึ้นบนคมตัด ทำให้เกิดสภาวะที่เอื้ออำนวยต่อการแพร่กระจาย
การสึกหรอด้านข้างมีลักษณะคล้ายกับการเสียดสีที่ค่อนข้างสม่ำเสมอตลอดแนวคมตัดของเครื่องมือ ในบางครั้ง โลหะจากชิ้นงานสามารถสร้างความเสียหายบนคมตัด และสามารถเพิ่มขนาดความเสียหายเกินกว่าที่ปรากฏจริงได้
การสึกหรอด้านข้างเกิดขึ้นได้เมื่อตัดเฉือน วัสดุชิ้นงานทุกประเภท และคมตัดโดยปกติจะเกิดความเสียหายจากการสึกหรอด้านข้าง หากไม่เกิดความเสียหายจากการสึกหรอประเภทอื่นก่อน
แนวทางแก้ไขเพื่อลดการสึกหรอด้านข้าง
แนวทางแก้ไขเพื่อลดการสึกหรอด้านข้าง ได้แก่:
- การลดความเร็วในการตัด (ในบางกรณี การเพิ่มอัตราป้อนก็สามารถช่วยได้เช่นกัน)
- เลือกเกรดคาร์ไบด์ที่ทนทานต่อการสึกหรอสูงกว่าและแข็งมากกว่า
- ใช้น้ำหล่อเย็นอย่างถูกวิธี
การวิเคราะห์การสึกหรอเป็นหลุม
การสึกหรอเป็นหลุมเป็นการผสมผสานของการแพร่กระจายและการสลายตัว (ความเร็วตัดที่สูงขึ้น) และการสึกหรอจากการเสียดสี (ความเร็วตัดต่ำ) ความร้อนจากเศษชิ้นงานจะสลายเกรนทังสเตนคาร์ไบด์ในซับสเตรท และคาร์บอนจะซึมออกไปยังเศษ (การแพร่กระจาย) ส่งผลให้เกิดการสึกหรอเป็นหลุมบนหน้าคายของเม็ดมีด ในที่สุดหลุมดังกล่าวจะขยายใหญ่ขึ้น จนทำให้บริเวณด้านข้างของเม็ดมีดกะเทาะหรืออาจทำให้การเกิดการสึกหรอด้านข้างอย่างรวดเร็ว
การสึกหรอเป็นหลุมจะทำให้เกิดรูปร่าง/ลักษณะของแอ่งหรือหลุมบนผิวคายของเม็ดมีด การสึกหรอเป็นหลุมจะปรากฎได้ชัดเจนเมื่อตัดเฉือนวัสดุชิ้นงานที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เช่น เหล็กหล่อ หรือชิ้นงานที่มีพื้นผิวแข็ง เช่น ชิ้นงานที่ผ่านการฟอร์จ
แนวทางแก้ไขเพื่อลดการสึกหรอเป็นหลุม
เพื่อลดการสึกหรอเป็นหลุม ควรทำดังนี้:
- ใช้การเคลือบผิวที่มีชั้นหนา เช่น อะลูมิเนียมออกไซด์
- ใช้น้ำหล่อเย็น
- ใช้รูปทรงการตัดแบบอิสระที่ช่วยลดความร้อนและ
- ลดความเร็วและอัตราป้อนในการตัด
การวิเคราะห์เศษสะสมที่คมตัด
เศษสะสมที่คมตัด (BUE) เกิดจากการยึดเกาะของวัสดุชิ้นงานทำให้เกิดการเชื่อมติดบนคมตัด สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเมื่อมีความสัมพันธ์ทางเคมี แรงดันสูงและอุณหภูมิที่เพียงพอในบริเวณพื้นที่ตัด
ในที่สุด เศษสะสมที่คมตัดก็จะแตกออกและเอาชิ้นส่วนของคมตัดไปด้วย นำไปสู่การกะเทาะและการสึกหรอด้านข้างอย่างรวดเร็ว
เกิดขึ้นเมื่อ?
เศษสะสมที่คมตัดมีลักษณะเป็นชิ้นส่วนวัสดุมันวาวที่ด้านบนหรือด้านข้างของคมตัด สิ่งนี้ทำให้เกิดหลุมเล็กๆ หรือหลุมบนผิวคายของเครื่องมือ และท้ายที่สุดก็ทำให้คมตัดกะเทาะ เศษสะสมที่คมตัดมักเกิดขึ้นในวัสดุเหนียว เช่น วัสดุที่ไม่ใช่เหล็ก, ซูเปอร์อัลลอย และ สเตนเลส และระหว่างการทำงานที่ใช้ความเร็วในการตัดและอัตราป้อนที่ต่ำ
แนวทางแก้ไขเพื่อป้องกันเศษสะสมที่คมตัด
เพื่อป้องกันการสึกหรอเศษสะสมที่คมตัด
- เพิ่มความเร็วตัดและหรืออัตราป้อน
- เลือกเม็ดมีดที่มีรูปทรงที่คมขึ้นและผิวคายที่เรียบขึ้น
- ใช้น้ำหล่อเย็นที่ปริมาณความเข้มข้นสูงขึ้นอย่างถูกวิธี
การวิเคราะห์การสึกหรอแบบกะเทาะ
การกะเทาะเกิดจากความไม่มั่นคงทางกลหรือรอยแตกในวัสดุการตัด การกะเทาะของคมตัดมักเป็นผลมาจากการสั่นสะเทือนในชิ้นงานหรือเครื่องจักรหรือตัวเครื่องมือเอง สิ่งเจอปนที่แข็งบนพื้นผิวของวัสดุชิ้นงานและการตัดกระแทก ส่งผลให้เกิดความเค้นเฉพาะที่ซึ่งอาจทำให้เกิดรอยแตกหรือการกะเทาะได้
การกะเทาะดูเหมือนเศษเล็กเศษน้อยที่หักออกจากคมตัดและพบได้ทั่วไปในสถานการณ์ที่ไม่มั่นคงแข็งแรง วัสดุชิ้นงานที่มีอนุภาคแข็ง (เช่น วัสดุชิ้นงานที่แข็งตัวจากการตกตะกอน) จะทำให้คมตัดกะเทาะได้เช่นกัน
แนวทางแก้ไขเพื่อลดการสึกหรอแบบกะเทาะ
แนวทางแก้ไขได้แก่:
- การตั้งค่าเครื่องจักรอย่างถูกต้อง
- ลดการโก่งงอให้น้อยที่สุด
- ใช้เกรดคาร์ไบด์ที่แข็งแรงกว่าและรูปทรงคมตัดที่ทนทานขึ้น
- การลดอัตราป้อน (โดยเฉพาะบริเวณทางเข้าและออกของการตัด) และเพิ่มความเร็วในการตัด (ดูแนวทางแก้ไขสำหรับเศษสะสมที่คมตัดด้วย)
การวิเคราะห์การแตกร้าวจากความร้อน
การแตกร้าวจากความร้อนเกิดจากการรวมกันของ
- โหลดความร้อน (อุณหภูมิสูงในบริเวณพื้นที่ตัด)
- การเปลี่ยนแปลงหรือการไล่ระดับความร้อน (การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่คมตัด)
การแตกร้าวจากความเค้นก่อตัวขึ้นในแนวตั้งฉากกับคมตัด และท้ายที่สุดจะทำให้ส่วนของคาร์ไบด์ถูกดึงออกและคมตัดเกิดการกะเทาะ การแตกร้าวจากความร้อนมักพบได้มากในการกัดและการกลึงกระแทก การไหลของน้ำหล่อเย็นที่ไม่ต่อเนื่องสามารถนำไปสู่การแตกร้าวจากความร้อนได้
แนวทางแก้ไขเพื่อลดการแตกร้าวจากความร้อน
ตัวอย่างแนวทางแก้ไขได้แก่
- ใช้น้ำหล่อเย็นอย่างถูกวิธี
- เลือกเกรดที่มีความทนทานมากขึ้น
- ลดความเร็วตัดและอัตราป้อน
- ใช้รูปทรงการตัดอิสระที่ช่วยลดความร้อน
- พิจารณาวิธีการตัดเฉือนแบบอื่น (อัตราส่วนเวลาในการตัด/เวลาที่ไม่ได้ตัด)
การวิเคราะห์การเสียรูปถาวร
การรับความร้อนมากเกินไปเป็นสาเหตุหลักของการเสียรูปถาวร ความร้อนที่มากเกินไปทำให้ตัวประสานคาร์ไบด์ (โคบอลต์) อ่อนตัวลง จากนั้น เนื่องจากโหลดทางกลที่มากเกินไป แรงกดบนคมตัดทำให้เกิดการเสียรูปหรือหย่อนลงตรงส่วนปลาย ในที่สุดก็แตกหักหรือนำไปสู่การสึกหรอด้านข้างอย่างรวดเร็ว
การเสียรูปถาวรจะมีลักษณะเหมือนคมตัดที่เสียรูป จำเป็นต้องสังเกตอย่างระมัดระวัง เนื่องจากการเสียรูปถาวรอาจดูคล้ายกับการสึกหรอด้านข้างบนคมตัดอย่างมาก
เกิดขึ้นเมื่อ?
คาดว่าการเสียรูปถาวรเมื่ออุณหภูมิการตัดสูง (ความเร็วและอัตราป้อนสูง) และเมื่อวัสดุชิ้นงานมีความแข็งสูงตามธรรมชาติ (เหล็กกล้าแข็งหรือพื้นผิวที่แข็งตัวจากความเครียด และซูเปอร์อัลลอย)
แนวทางแก้ไขเพื่อป้องกันการเสียรูปถาวร
ตัวอย่างแนวทางแก้ไขได้แก่:
- ใช้น้ำหล่อเย็นอย่างถูกวิธี
- ลดความเร็วตัดและอัตราป้อน
- ใช้เม็ดมีดที่มีรัศมีมุมใหญ่ขึ้น
- เลือกเกรดคาร์ไบด์ที่แข็งและทนต่อการสึกหรอมากขึ้น
การวิเคราะห์การสึกหรอเป็นรอยบาก
การสึกหรอเป็นรอยบากเกิดขึ้นเมื่อพื้นผิวของชิ้นงานแข็งหรือสึกกร่อนมากกว่าวัสดุที่อยู่ด้านล่าง ซึ่งอาจเกิดจากการแข็งตัวของพื้นผิวระหว่างการตัดครั้งก่อน (วัสดุที่เกิดการแข็งตัวจากความเครียด เช่น สเตนเลส และซูเปอร์อัลลอย) หรือเกิดจากพื้นผิวที่ผ่านการตีขึ้นรูปหรือหล่อที่มีสเกลพื้นผิว ทั้งหมดนี้ทำให้คมตัดสึกหรอเร็วขึ้นบริเวณที่คมตัดสัมผัสกับชั้นแข็งบนผิววัสดุ ความเค้นที่กระจุกตัวเฉพาะที่นี้ยังสามารถทำให้เกิดการสึกหรอเป็นรอยบากได้อีกด้วย เกิดอะไรขึ้น? ความเค้นอัดจะเกิดขึ้นตามแนวคมตัดที่สัมผัสกับวัสดุชิ้นงาน แต่จะไม่เกิดขึ้นเมื่อคมตัดไม่ได้สัมผัสกับวัสดุชิ้นงาน สิ่งนี้ทำให้เกิดความเครียดสูงบนคมตัด ณ จุดที่ทั้งสองสัมผัสกันโดยตรง (ความลึกของเส้นตัด) แรงกระแทกทุกชนิด เช่น สิ่งเจอปนขนาดไมโครที่แข็งในวัสดุชิ้นงาน หรือการกระแทกเล็กน้อยก็สามารถทำให้เกิดการสึกหรอเป็นรอยบากได้เช่นกัน
แนวทางแก้ไขเพื่อป้องกันการสึกหรอเป็นรอยบาก
ตัวอย่างแนวทางแก้ไขได้แก่
- การลดอัตราป้อนและปรับเปลี่ยนความลึกของการตัดเมื่อใช้การตัดหลายรอบ
- เพิ่มความเร็วตัดหากตัดเฉือนอัลลอยอุณหภูมิสูง (ซึ่งจะทำให้การสึกหรอด้านข้างมากขึ้น)
- เลือกเกรดคาร์ไบด์ที่ทนทานมากขึ้น
- ใช้รูปทรงร่องหักเศษสำหรับอัตราป้อนสูงที่จำเป็นเพื่อป้องกันเศษสะสมที่คมตัด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสเตนเลสและอัลลอยทนความร้อน
การวิเคราะห์การกระแทกของเศษ
การกระแทกของเศษเป็นปรากฎการณ์ที่เกิดจากการม้วนงอกลับและไปกระแทกกับส่วนที่ไม่ได้ใช้งานของคมตัด การแตกของคมตัด (หรือส่วนหนึ่งของคมตัด) เป็นผลที่ตามมาแม้ไม่ได้ทำการตัด ความเสี่ยงที่จะเกิดเหตุการณ์เช่นนี้มีมากขึ้นด้วยการทำงานที่เกี่ยวข้องการอัตราป้อนสูงและความลึกของการตัดสูงร่วมกัน
แนวทางแก้ไขเพื่อป้องกันการกระแทกของเศษ
เพื่อแก้ไขการกระแทกของเศษ
- เปลี่ยนอัตราป้อนและความลึกของการตัด
- เลือกมุมคมตัดที่แตกต่างออกไป
- ใช้รูปทรงร่องหักเศษที่แตกต่างออกไป
- ใช้เกรดคาร์ไบด์ที่ทนทานมากขึ้น
การแตกหักของคมตัด
ภาพรวมของรูปแบบการสึกหรอของเครื่องมือพื้นฐานต้องรวมถึงการแตกหักของคมตัดด้วย แม้ว่าการแตกหักนั้นไม่ถือว่าเป็นรูปแบบการสึกหรอก็ตาม การแตกหักอย่างรุนแรงของคมตัดไม่ใช่รูปแบบการสึกหรอของเครื่องมือ แต่เป็นปรากฎการณ์ไม่พึงประสงค์และเป็นอันตราย ซึ่งเกิดจากการใช้เครื่องมืออย่างไม่ถูกต้อง เมื่อคมตัดแตกหมายความว่า การเลือกเงื่อนไขของการตัดเฉือนทำให้โหลดทางกลที่กระทำกับคมตัดมีมากจนเกินไปจนไม่สามารถต้านทานได้
แนวทางแก้ไขเพื่อป้องกันการแตกหักของคมตัด
เริ่มต้นด้วยค่าเงื่อนไขของการตัดเฉือนที่ต่ำ (ความลึกของการตัดและการป้อนเป็นหลัก) หรือเลือกคมตัดที่แข็งแรงขึ้น (เกรดคาร์ไบด์ที่เหนียวและรูปทรงที่แข็งแรงขึ้น)
นอกจากนี้ยังอาจเป็นไปได้ว่ารูปแบบการสึกหรอรูปแบบหนึ่งที่เกิดขึ้นก่อนหน้านี้ได้ขยายตัวและทำให้คมตัดอ่อนแอลง จนไม่สามารถทนต่อแรงโหลดที่กระทำต่อมันได้อีกต่อไป ในกรณีเหล่านี้ การเปลี่ยนคมตัดใหม่ให้เร็วขึ้นจะช่วยป้องกันการแตกหักได้
พบรูปแบบการสึกหรอของเครื่องมือที่พบบ่อยที่สุดเมื่อตัดเฉือนด้วยดอกกัดโซลิด
สัญญาณบ่งชี้ถึงการสึกหรอของเครื่องมือ
คำอธิบายการสึกหรอเน้นที่ลักษณะที่ปรากฎของการสึกหรอของเครื่องมือ นอกจากนี้ ยังมีปรากฎการณ์อื่น ๆ ที่สามารถสังเกตได้เมื่อคมตัดเกิดการสึกหรอ สิ่งเหล่านี้สามารถบ่งบอกว่าเครื่องมือเสื่อมสภาพและพร้อมที่จะต้องถูกเปลี่ยน
- ทันทีที่เกิดการแตกหักของเครื่องมือตัด นี่เป็นวิธีส่งสัญญาณที่ไม่น่าพอใจอย่างยิ่งว่าเครื่องมือตัดต้องถึงกำหนดเปลี่ยน มีองค์ประกอบมากมายที่มีอิทธิพลต่อการเสื่อมสภาพของคมตัดจนไม่สามารถนำมาพิจารณาได้ทั้งหมด และอาจนำไปสู่การแตกหักของคมตัดได้ในบางกรณี
หากเครื่องมือเกิดการแตกหักอย่างเป็นระบบ จำเป็นต้องหยุดการทำงานและทำการประเมินผลอย่างเต็มที่ การแตกหักของเครื่องมืออย่างเป็นระบบบ่งชี้ว่ามีความไม่สมดุลระหว่างโหลดที่กระทำกับคมตัดและความสามารถในการรับโหลดของเครื่องมือ ควรลดแรงตัดหรือเลือกคมตัดที่แข็งแรงขึ้น
- การ ทดสอบด้วยเล็บมือ เป็นหนึ่งในวิธีที่ง่ายที่สุดในการประเมินสภาพของคมตัด การปรากฎตัวของเศษสะสมที่คมตัดหรือการกะเทาะขนาดเล็กมากของคมตัดอาจไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า แต่สามารถสัมผัสได้ด้วยเล็บมือ เศษสะสมที่คมตัดและการกะเทาะควรมีน้อยที่สุดในระหว่างการทำงาน
- การเปลี่ยนแปลงของ ระดับเสียง ระหว่างการตัดเฉือนสามารถบ่งชี้ได้ว่าเครื่องมือกำลังสึกหรอ เสียงรบกวนความถี่สูง แหลม บ่งบอกถึงสภาวะการตัดเฉือนที่ไม่ดี
- เศษที่เปลี่ยนรูปแบบ รูปทรงหรือสี ระหว่างการตัดเฉือน เป็นอีกสัญญาณบ่งชี้ว่ารูปร่างของคมตัดกำลังมีการเปลี่ยนแปลง เช่น การสึกหรอของเครื่องมือที่เพิ่มมากขึ้น
- เมื่อ ความหยาบของพื้นผิว ที่ตัดเฉือนลดลง นั่นอาจเป็นสัญญาณว่าถึงเวลาที่ต้องเปลี่ยนคมตัดแล้ว (อายุการใช้งานเครื่องมือใกล้สิ้นสุด)
- การใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้นหรือแนวโน้มการสั่นสะเทือน
คุณต้องการความช่วยเหลือในการระบุการสึกหรอของเครื่องมือหรือไม่?
การเสื่อมสภาพของเครื่องเป็นกระบวนการที่สภาพของเครื่องมือตัดแย่ลงเรื่อย ๆ และค่อย ๆ ทำให้เครื่องมือสูญเสียความสามารถในการทำงานตามที่คาดหวัง การเสื่อมสภาพของเครื่องมือเกิดจากการสึกหรอตามอายุ การกระแทกกันอย่างกะทันหัน เช่น การแตกหัก และปฏิกิริยาเคมีระหว่างวัสดุชิ้นงานและวัสดุการตัด
การสึกหรอตามอายุเป็นกระบวนการที่เกิดความเสียหายต่อพื้นผิวไปเรื่อย ๆ ซึ่งนำไปสู่การขจัดวัสดุออกจากพื้นผิวแข็งหนึ่งหรือทั้งสองพื้นผิวที่สัมผัสกับสถานะของแข็ง ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อพื้นผิวแข็งทั้งสองนี้สัมผัสกับการเลื่อนหรือเคลื่อนตัวในสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันและอุณหภูมิ
ภาพรวมของรูปแบบการสึกหรอของเครื่องมือพื้นฐานแบบเฉพาะตัวนี้ ให้แนวทางแก้ไขเบื้องต้นสำหรับการดูแลการสึกหรอของเครื่องมือ ซึ่งสำหรับช่างเครื่องนั้นไม่เป็นที่ยอมรับ ทั้งในด้านรูปแบบหรือความเร็วในการเกิดขึ้น
คุณต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการควบคุมการสึกหรอของเครื่องมือเพื่อประสิทธิภาพการผลิตที่ดีที่สุดหรือไม่? เข้าร่วม หลักสูตรเกี่ยวกับการเสื่อมสภาพของเครื่องมือ ของเราหรือสอบถามเกี่ยวกับ โครงการ GTDA ที่จัด ในโรงงานของคุณ ติดต่อตัวแทนจำหน่าย Seco ในพื้นที่ของคุณสำหรับข้อมูลเพิ่มเติม
ติดต่อเรา
