Piese din oțel prelucrate prin frezare CNC: reducerea uzurii și ruperii sculelor

De ce apare uzurarea și ruperea sculelor în prelucrarea pieselor din oțel prin frezare CNC

Într-un program de îmbunătățire pe şase luni la un furnizor de echipamente grele care prelucrează carcase din oțel 4140:

• Consumul de plăcuțe a scăzut 38%

• Numărul alarmelor de rupere a sculelor a scăzut 44%

• Timpul de ciclu s-a îmbunătățit 9%

Cauzele fundamentale înainte de optimizare erau:

• Temperatură excesivă la muchia de tăiere

• Stratul de acoperire incorect pentru oțelurile aliate

• Tăieri intermitente datorate semifabricatelor forjate

• Consolă prea lungă a sculei

• Duritate nesistematică a materiei prime

---

Modele comune de uzură a sculelor în prelucrarea oțelului

Recunoașterea tipului de uzură este cea mai rapidă metodă de a alege soluția corectă:

---

Cum se reduce uzura sculelor în prelucrarea pieselor din oțel prin frezare CNC

---

Potriviți viteza de tăiere în funcție de calitatea oțelului

Oțelurile diferite necesită viteze de suprafață diferite:

Rezultat obținut în atelier:
Reducerea vitezei de așchiere (Vc) de la 195 → 165 m/min pentru oțelul 4140 a crescut durata de viață a plăcuței cu 35%.

---

Alegeți acoperirea și substratul potrivite

• AlTiN / TiAlN → Temperaturi ridicate, prelucrare uscată/sistem cu lubrifiant în cantitate minimă (MQL)

• TiCN multistrat → Tăieri intermitente

• Carbid cu granulație fină și rezistent → Configurații predispuse la vibrații

Evitați sculele cu DLC exclusiv pentru aluminiu — acestea cedează rapid la prelucrarea oțelului.

---

Îmbunătățiți evacuarea așchiilor

Controlul slab al așchiilor accelerează uzurarea.

Soluții dovedite:

• Răcire cu presiune ridicată (50–80 bar)

• Geometrii pentru frângerea așchiilor

• Măriți avansul cu 6–10 % pentru a îngroșa așchiile

• Burghie/freze cu răcire prin sculă

---

Cum să preveniți ruperea sculelor în prelucrarea CNC a oțelului

Ruperea rezultă, de obicei, din suprasolicitare sau vibrații , nu din uzură treptată.

---

Scurtați și întăriți ansamblurile de scule

• Mențineți lungimea în consolă sub de 4 ori diametrul sculei

• Utilizați purtătoare hidraulice sau cu montaj prin contracție termică

• Treceți la bare de alezat amortizate pentru alezaje profunde

Îmbunătățire măsurată: excentricitatea a scăzut de la 6 µm → 2 µm.

---

Reducerea angajării radiale

Frezarea de înaltă eficiență stabilizează sarcinile:

• suprapunere de 10–20%

• Tăieturi axiale profunde

• Trasee de sculă trohoidale

Aceasta a redus vârfurile de forță de așchiere cu 40%în semifabricate forjate.

---

Monitorizați sarcina și setați alarme

Utilizați senzori de sarcină pe axă sau de vibrații pentru a:

• Opri mașinile înainte de rupere

• Activa actualizările de decalaj

• Identificarea zonelor cu viteză instabilă

O fabrică a redus defecțiunile catastrofale cu 52%după activarea alarmelor bazate pe sarcină.

---

Strategie de răcire pentru o durată mai lungă de viață a sculelor

---

Plan de acțiune pas cu pas pentru reducerea costurilor cu sculele

Înainte de producție:

• ✅ Verificați calitatea oțelului și duritatea acestuia

• ✅ Alegeți învelișul și suportul

• ✅ Planificați traseele de degroșare HEM

• ✅ Proiectați dispozitive de fixare rigide

În timpul încercărilor:

• ✅ Înregistrați durata de viață a sculelor pe muchie

• ✅ Măsurați vibrația și sarcina

• ✅ Ajustați regimurile de așchiere în mod sistematic

În producție:

• ✅ Înlocuiți sculele în mod proactiv

• ✅ Utilizați scule similare („sister tooling”)

• ✅ Urmați costul sculelor pe piesă

---

Întrebări frecvente: Uzură scule în prelucrarea CNC a pieselor din oțel

Cât de des trebuie înlocuite uneltele?

Pentru oțelurile cu conținut mediu de carbon, este tipic să se prelucreze 250–500 de piese pe muchie, atunci când parametrii sunt optimizați.

---

Încetinirea vitezei extinde întotdeauna durata de viață a uneltei?

Nu neapărat — frecarea duce la acumularea de căldură. Grosimea corectă a așchiilor este mai importantă decât turația scăzută.

---

Poate oțelul mai dur reduce riscul de rupere?

Uneori — materialul pre-durat se prelucrează mai constant decât cel recopt, care se întărește prin deformare la rece în timpul prelucrării.