Bij CNC-bewerking verwijst de levensduur van het gereedschap naar de tijd dat de gereedschapspunt het werkstuk bewerkt gedurende het gehele proces, van het begin van de bewerking tot het moment dat de gereedschapspunt wordt afgedankt, ofwel naar de werkelijke lengte van het werkstukoppervlak tijdens het bewerkingsproces.
1. Kan de levensduur van het gereedschap worden verbeterd?
De levensduur van het gereedschap is slechts 15-20 minuten. Kan deze verder worden verbeterd? Uiteraard kan de levensduur van het gereedschap gemakkelijk worden verbeterd, maar alleen ten koste van de lijnsnelheid. Hoe lager de lijnsnelheid, hoe groter de toename in levensduur van het gereedschap (maar een te lage lijnsnelheid veroorzaakt trillingen tijdens de bewerking, wat de levensduur van het gereedschap juist verkort).
2. Is het van praktisch belang om de levensduur van gereedschap te verlengen?
Het aandeel van de gereedschapskosten in de bewerkingskosten van een werkstuk is zeer klein. Zelfs als de levensduur van het gereedschap toeneemt, neemt de bewerkingstijd van het werkstuk toe, terwijl de lijnsnelheid daalt. Het aantal werkstukken dat met een gereedschap bewerkt kan worden, zal daardoor niet per se toenemen, maar de bewerkingskosten wel.
Wat men goed moet begrijpen, is dat het zinvol is om het aantal werkstukken zoveel mogelijk te verhogen, terwijl de levensduur van het gereedschap zo lang mogelijk wordt gewaarborgd.
3. Factoren die de levensduur van gereedschap beïnvloeden
1. Lijnsnelheid
De lineaire snelheid heeft de grootste invloed op de levensduur van het gereedschap. Als de lineaire snelheid meer dan 20% hoger is dan de gespecificeerde lineaire snelheid in het monster, wordt de levensduur van het gereedschap gehalveerd; als deze met 50% toeneemt, wordt de levensduur slechts een vijfde van de oorspronkelijke levensduur. Om de levensduur van het gereedschap te verlengen, is het noodzakelijk om het materiaal, de toestand van elk te bewerken werkstuk en het lineaire snelheidsbereik van het geselecteerde gereedschap te kennen. De snijgereedschappen van verschillende fabrikanten hebben verschillende lineaire snelheden. U kunt een vooronderzoek doen aan de hand van relevante monsters die door de fabrikant worden verstrekt en deze vervolgens aanpassen aan de specifieke omstandigheden tijdens de bewerking om een optimaal resultaat te bereiken. De gegevens over de lijnsnelheid tijdens voorbewerken en nabewerken zijn niet consistent. Voorbewerken is voornamelijk gericht op het verwijderen van de rand, en de lijnsnelheid moet laag zijn; bij nabewerken is het belangrijkste doel het waarborgen van de maatnauwkeurigheid en ruwheid, en moet de lijnsnelheid hoog zijn.
2. Snijdiepte
Het effect van de snijdiepte op de levensduur van het gereedschap is minder groot dan dat van de lineaire snelheid. Elk groeftype heeft een relatief groot bereik aan snijdieptes. Tijdens de voorbewerking moet de snijdiepte zo groot mogelijk zijn om een maximale afname van de rand te garanderen; tijdens de nabewerking moet de snijdiepte zo klein mogelijk zijn om de maatnauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit van het werkstuk te waarborgen. De snijdiepte mag echter het snijbereik van de geometrie niet overschrijden. Als de snijdiepte te groot is, kan het gereedschap de snijkracht niet weerstaan, wat leidt tot afbrokkeling van het gereedschap; als de snijdiepte te klein is, zal het gereedschap alleen maar over het oppervlak van het werkstuk schrapen en het samendrukken, wat ernstige slijtage aan de flanken veroorzaakt en de levensduur van het gereedschap verkort.
3. Voeding
Vergeleken met lijnsnelheid en snijdiepte heeft de voeding de minste invloed op de standtijd van het gereedschap, maar de grootste invloed op de oppervlaktekwaliteit van het werkstuk. Tijdens het voorbewerken kan een hogere voeding de afname van de rand verhogen; tijdens het nabewerken kan een lagere voeding de oppervlakteruwheid van het werkstuk vergroten. Als de ruwheid dit toelaat, kan de voeding zo veel mogelijk worden verhoogd om de bewerkingsefficiëntie te verbeteren.
4. Trilling
Naast de drie belangrijkste snij-elementen is trilling de factor met de grootste impact op de levensduur van het gereedschap. Er zijn vele oorzaken voor trillingen, waaronder de stijfheid van de machine, de stijfheid van het gereedschap, de stijfheid van het werkstuk, de snijparameters, de gereedschapsgeometrie, de radius van de snijpuntboog, de vrijloophoek van het blad, de verlenging van de gereedschapsstang, enzovoort. De belangrijkste reden is echter dat het systeem niet stijf genoeg is om de snijkracht tijdens de bewerking te weerstaan, wat resulteert in constante trillingen van het gereedschap op het oppervlak van het werkstuk. Het elimineren of verminderen van trillingen vereist een holistische aanpak. De trillingen van het gereedschap op het werkstukoppervlak kunnen worden begrepen als het constant kloppen tussen het gereedschap en het werkstuk, in plaats van normaal snijden. Dit veroorzaakt kleine scheurtjes en afsplinteringen aan de punt van het gereedschap. Deze scheurtjes en afsplinteringen verhogen de snijkracht. Grotere scheurtjes en afsplinteringen verergeren de trillingen, waardoor de mate van scheurtjes en afsplinteringen toeneemt en de levensduur van het gereedschap aanzienlijk wordt verkort.
5. Materiaal van het lemmet
Bij de bewerking van een werkstuk houden we vooral rekening met het materiaal van het werkstuk, de vereisten voor de warmtebehandeling en of de bewerking onderbroken wordt. Zo zijn bijvoorbeeld zaagbladen voor de bewerking van stalen onderdelen en die voor de bewerking van gietijzer niet per se hetzelfde, en zijn zaagbladen met een hardheid van HB215 en HRC62 niet per se hetzelfde. Ook zaagbladen voor intermitterende en continue bewerking verschillen. Stalen zaagbladen worden gebruikt voor de bewerking van stalen onderdelen, gietzaagbladen voor gietstukken, CBN-zaagbladen voor de bewerking van gehard staal, enzovoort. Voor hetzelfde werkstukmateriaal geldt dat bij continue bewerking een zaagblad met een hogere hardheid moet worden gebruikt. Dit verhoogt de snijsnelheid, vermindert de slijtage van de gereedschapspunt en verkort de bewerkingstijd. Bij intermitterende bewerking is het raadzaam een zaagblad met een hogere taaiheid te gebruiken. Dit vermindert effectief abnormale slijtage zoals afbrokkeling en verlengt de levensduur van het gereedschap.
6. Het aantal keren dat het mes wordt gebruikt
Tijdens het gebruik van het gereedschap wordt een grote hoeveelheid warmte gegenereerd, waardoor de temperatuur van het blad sterk stijgt. Wanneer het blad niet wordt bewerkt of gekoeld met koelwater, daalt de temperatuur. Daardoor bevindt het blad zich constant in een hogere temperatuurzone, waardoor het door de warmte blijft uitzetten en krimpen en kleine scheurtjes in het blad ontstaan. Bij de eerste bewerking van het blad is de levensduur normaal, maar naarmate het blad vaker wordt gebruikt, zullen de scheurtjes zich uitbreiden naar andere bladen, wat resulteert in een kortere levensduur van de overige bladen.
Geplaatst op: 10 maart 2021
