TemellerTakım aşınması

Takım aşınması — tipler, mekanizmalar ve kriterler

Bir kesici kenar nasıl aşınır? Aşınma eğrisi, beş aşınma mekanizması, kesici uçta görülen sekiz aşınma tipi ile nedenleri ve çözümleri, ISO 3685 ve ISO 8688'in takım ömrü kriterleri.

YayındaGüncellendi 11 Ekim 20266 dk okuma

Uç köşesinde aşınma: serbest yüzey, krater ve çentik

Karbür için ISO 3685 kriteri: ortalama serbest yüzey aşınması VB: 0,3mm
f = 0,25 mm/dev için krater kriteri KT: 0,14mm
Aşınma mekanizması: 5
Kesici uçta görülebilen aşınma tipi: 8

Her kesici kenar ilk saniyesinden itibaren aşınır. Önemli olan ne hızla, hangi biçimde aşındığı ve ne zaman durulacağıdır. Aşınmış bir kenar kuvvetleri ve sıcaklığı artırır, ölçüyü ve yüzeyi bozar; çok uzun kullanılırsa kırılır ve parçayı da beraberinde götürebilir. Kullanılmış bir uçtaki aşınmayı okumak, bir kesmede neyin yanlış gittiğini anlamanın en hızlı yoludur.

Aşınma eğrisi

Serbest yüzey aşınma bandının genişliği VB’yi kesme süresine karşı çizin; hemen her takım aynı üç bölümlü eğriyi verir.

I alışma
II kararlı aşınma
III hızlanan aşınma

Şematik serbest yüzey aşınma eğrisi. Takım, VB seçilen kritere ulaştığında değiştirilir; ISO 3685 karbür için ortalama VB = 0,3 mm kullanır.

Alışma. Yeni bir kenar, yeni bilenmiş kenarın küçük düzensizlikleri giderilirken önce hızla aşınır.
Kararlı aşınma. Aşınma zamanla yaklaşık doğrusal artar. Eğim kesme hızına, takım geometrisine, iş malzemesine ve soğutma sıvısına bağlıdır. Takım ömrünün büyük kısmı bu bölgede geçer.
Hızlanan aşınma. Aşınmış kenar daha sıcak çalışır ve daha ağır yüklenir; aşınma hızlanır, ardından termal çatlaklar ve plastik deformasyon gelir ve sonunda kenar kırılır.

Mantıklı bir takım değiştirme noktası, eğri yukarı kıvrılmadan önce, kararlı bölgededir.

Beş mekanizma

Takımdan malzeme kaldıran birkaç fiziksel mekanizma vardır. Hangisinin baskın olduğu esas olarak kesme sıcaklığına, dolayısıyla kesme hızına bağlıdır.

Abrazyon. İş malzemesindeki sert parçacıklar takımı bir aşındırıcı gibi çizer. Düşük hız ve sıcaklıklarda baskındır.
Adezyon. Yüksek basınç ve sıcaklıkta iş malzemesi takıma kaynar; kaynak koptuğunda takımdan parçacıklar koparır. Düşük kesme sıcaklıklarında aynı mekanizma yığıntı talaş oluşturur.
Difüzyon. Yüksek sıcaklıkta atomlar takım–talaş ara yüzeyinden geçer ve takım sertleştirici elementlerini kaybeder. Difüzyon krater aşınmasının ana mekanizması olarak kabul edilir. Arsecularatne ve arkadaşları, karbür takımla pratik hızlarda çelik kesmede baskın aşınma mekanizmasının difüzyon olduğunu belirtir.
Oksidasyon. Yüksek sıcaklıkta açıktaki takım yüzeylerinde bir oksit tabakası oluşur. Takım malzemesinden yumuşak olduğu için bu tabaka sıyrılıp gider.
Termal yorulma. Frezelemede ve kesintili kesmelerde olduğu gibi tekrarlanan ısınma ve soğuma kenarı çatlatır ve sonunda kırabilir.

Kenarın plastik deformasyonu da çoğu zaman bunların yanında sayılır: bağlayıcı yüksek sıcaklıkta yumuşar ve yük kenarın biçimini bozar.

Kesici uçta sekiz aşınma tipi

Tablo, Sandvik Coromant, Seco, ISCAR, Mitsubishi ve Kennametal’in sorun giderme kılavuzlarında anlatılan aşınma tiplerini özetler. Yalnızca bu üreticilerden birkaçının hemfikir olduğu nedenleri ve çözümleri listeler.

Aşınma tipi	Görünüşü	Tipik nedenleri	İlk çözümler
Serbest yüzey aşınması	Serbest yüzeyde, kenar çizgisinden başlayıp aşağı doğru büyüyen aşınma bandı	Abrazyon; hız çok yüksek; kalite yeterince aşınma dirençli değil	Kesme hızını düşürün; daha aşınma dirençli bir kalite kullanın
Krater aşınması	Talaş yüzeyinde kenarın arkasında düzgün bir çukur	Yüksek sıcaklıkta difüzyon; hız veya ilerleme çok yüksek	Hızı ve ilerlemeyi düşürün; aşınma dirençli bir kaplama (Seco kalın Al₂O₃ önerir); daha pozitif bir geometri
Çentik aşınması	Kesme derinliği çizgisinde yerel hasar	Pekleşmiş, tufalli ya da sert yüzey tabakası; çapak oluşumu; oksidasyon	Pasolar arasında kesme derinliğini değiştirin; daha küçük bir yanaşma açısı kullanın
Plastik deformasyon	Kenar çöker ya da içeri basılır; biçim kalıcı olarak değişir	Yüksek sıcaklıkla birlikte yüksek kuvvet; bağlayıcı yumuşar	Sıcak sertliği daha yüksek bir kalite; daha düşük hız ve ilerleme
Kenar ufalanması	Kenar çizgisinden küçük parçalar kopmuş; uç hâlâ kesebilir	Titreşim, kesintili kesme, sert kalıntılar, zayıf kenar, yığıntı talaş	Daha tok bir kalite; daha dayanıklı kenar (honlama ya da pah); daha rijit bağlama; giriş ve çıkışta daha düşük ilerleme
Termal çatlaklar	Kenara yaklaşık dik, tarak dişlerine benzeyen çatlaklar	Frezelemede, kesintili kesmede ya da aralıklı soğutmada hızlı sıcaklık değişimleri	Daha tok bir kalite; daha düşük hız ve ilerleme; aralıklı soğutmadan kaçının (aşağıya bakın)
Yığıntı talaş	Talaş yüzeyine ya da kenara kaynamış iş malzemesi	Kesme sıcaklığı ya da hızı çok düşük; düşük karbonlu çelik, paslanmaz çelik, alüminyum gibi yapışkan malzemeler	Kesme hızını artırın (tüm üreticiler hemfikir); daha keskin, daha pozitif bir kenar; soğutma sıvısı
Kırılma	Kenarın büyük bir kısmı kopmuş; uç bitmiştir	Kenarın dayanımını aşan yük; çoğu zaman aşırı aşınmadan sonra ya da yanlış kesme verileriyle	Daha tok bir kalite ya da daha dayanıklı geometri; daha düşük ilerleme ve kesme derinliği; ucu daha erken çevirin; rijitliği kontrol edin

Serbest yüzey aşınmasıKenar çizgisinden aşağı büyüyen aşınma bandı
Krater aşınmasıTalaş yüzeyinde kenarın arkasında çukur
Çentik aşınmasıKesme derinliği çizgisinde yerel hasar
Plastik deformasyonKenar çöker; biçim kalıcı olarak değişir
Kenar ufalanmasıKenar çizgisinden küçük parçalar kopar
Termal çatlaklarKenara yaklaşık dik, tarak dişi gibi çatlaklar
Yığıntı talaşTalaş yüzeyine ya da kenara kaynamış iş malzemesi
KırılmaKenarın büyük bir kısmı kopar

Tablodaki sekiz aşınma tipi, ana kesme kenarı sağda olacak şekilde aynı uç köşesi üzerinde. Hasarlı bölgeler turuncu çizgiyle gösterilir.

3B model yükleniyor…

Döndürmek için sürükleyinGörünüm düğmeleriyle döndürün

Aynı üç aşınma tipi, 80°'lik eşkenar dörtgen bir uç üzerinde 3B: ana kesme kenarının altındaki serbest yüzey aşınma bandı, arkasında talaş yüzeyindeki krater ve kesme derinliği çizgisindeki çentik. Aşınma bu ölçekte görülebilsin diye gerçekte olduğundan büyük çizilmiştir.

Takım ne zaman aşınmış sayılır?

Takım ömrü kriteri, takımın aşınmış sayıldığı, önceden belirlenmiş bir aşınma ölçüsü değeridir. Standart deneyler, farklı laboratuvarların sonuçları karşılaştırılabilsin diye sabit değerler kullanır.

ISO 3685:1993, tek ağızlı tornalama takımları:

Takım malzemesi	Kriter
Sinterlenmiş karbür	Serbest yüzey düzenli aşınmışsa ortalama aşınma VB_B = 0,3 mm
	Serbest yüzey düzensiz aşınmışsa en büyük aşınma VB_{B max} = 0,6 mm
	Krater derinliği KT = 0,06 + 0,3 f (mm; f, mm/dev cinsinden ilerleme)
Yüksek hız çeliği	Tam kırılma ya da yukarıdaki VB_B sınırları

0,25 mm/dev ilerleme için krater kriteri KT = 0,06 + 0,3 · 0,25 ≈ 0,14 mm’dir.

Serbest yüzey, önden

Kenardan geçen kesit

Karbür için ISO 3685 kriterleri

VB_B = 0,3 mm düzgün aşınmada
VB_{B max} = 0,6 mm düzensiz aşınmada
KT = 0,06 + 0,3 f = 0,14 mmİlerleme f0,25 mm

Tablodaki ölçülerin alındığı yerler, şematik: önden görülen serbest yüzey aşınma bandı, ISO 3685'in C (köşe), B (düz kenar) ve N (kesme derinliği çizgisine doğru uç) bölgelerine ayrılmış, ve krater derinliği KT ile kenardan geçen bir kesit. Başka bir ilerlemenin krater kriterini görmek için sürgüyü kaydırın.

ISO 8688-2:1989, parmak frezeleme: tüm dişlerin ortalaması olarak 0,3 mm düzenli serbest yüzey aşınması önerilir.

Aşınmadan takım ömrüne

Kritere ulaşma süresi takım ömrü T’dir. Kesme hızı arttıkça keskin biçimde düşer; Taylor denklemi bunu anlatır. Nasıl ölçüldüğü ve en düşük maliyeti veren hızın nasıl seçildiği için Taylor takım ömrü denklemi sayfasına bakın.

Kaynaklar (14)

Bu sayfadaki her değer ve alıntı aşağıdaki belgelerden alındı.