El mesurament del desgast en eines de tall es pot ocasionar per diferents factors. Tots els processos de fabricació són inherentment variables. La variabilitat d'un procés es deu a dos tipus de causes:
Causes assignables. Es coneix la causa i es pot corregir. Causes comunes. De naturalesa aleatòria, inherents al procés i pràcticament impossibles d'eliminar.
Les variacions d'un procés poden comprovar-se a través dels resultats obtinguts amb el mateix en una situació controlada on no trobem causes assignables no esperades. Sovint, la variació d'un procés pot ajustar-se a alguna llei probabilística. Una de les més utilitzades i senzilles és la distribució normal, que es caracteritza per la seva mitjana i la seva desviació típica.
En tots els processos de mecanització hi ha un desgast de les eines de tall que s'utilitzen en cada cas.
Totes les eines de tall es desgasten durant la mecanització, i tal desgast segueix fins que sobrevé el final del tall. Avui dia, els paràmetres que es manegen per determinar quan un tall de cort està en condicions òptimes per tallar són principalment l'acabat superficial, la precisió dimensional que queden en les peces elaborades, el patró de desgast de l'eina, que tipus d'encenall es forma, la vida del tall prevista i fins i tot hi ha diferents sistemes de monitoratge del desgast.
En operacions d'acabat, es considera inservible el tall de tall quan l'acabat superficial de la peça deixa de complir les exigències previstes. No és necessari un gran desgast, prou simplement amb una petita part desgastada en la punta de l'eina per tenir la necessitat de canviar la mateixa. Per contra, en una operació de desbast, el desgast produït en el tall es manifesta en una longitud d'aresta major i pot tolerar-se un desgast considerablement superior, ja que no hi ha unes exigències de precisió dimensional ni d'acabat superficial.
El desgast de l'eina és inevitable i com tal no resulta un procés negatiu. No ho és dependent de quan i com es produeix. Quan el tall ha tallat una considerable quantitat de material de la peça, durant un temps acceptable normalment indicat pels mateixos fabricants d'eines, el desgast és per descomptat un procés lògic. Solament quan es produeix prematurament la destrucció del tall o fractura de l'eina, dona lloc a una consideració de tipus negativa o irracional.
El desgast de l'eina és producte d'una combinació de gran quantitat de factors que actuen sobre el tall de cort. La vida o durada de tall està en funció de diverses forces o càrregues, les quals contribueixen a deformar la geometria de tall, provocant mals acabats i toleràncies no desitjades. El desgast és el resultat de la interacció entre l'eina, el material a tallar i les condicions de mecanització. Els principals factors que actuen sobre l'eina són del tipus mecànic, químic i tèrmic, com s'ha comentat amb anterioritat. Com a resultat de l'actuació conjunta d'aquests factors sobre el tall de tall durant la mecanització, el material de l'eina és afectat per alguns mecanismes o factors a través dels quals es produeix el desgast. Els mecanismes, que esmentem a continuació, actuen de forma simultània, la qual cosa fa extremadament difícil distingir les seves causes i efectes per separat. Però cal assenyalar que la influència específica de cadascun depèn de les propietats del material de la peça, de l'eina i de les condicions de mecanització.Alfred Herbert Fritz, Günter Schulze: Fertigungstechnik. 11. Auflage. Springer, 2015, S. 303.
Si la rapidesa del desgast es coneix o pot estimar-se a partir de les dades, és possible construir un conjunt de límits de control esbiaixats entorn de la línia de la tendència de desgast de l'eina. Si els valors mostrals de ỹ es localitzen dins d'aquests límits, el desgast de l'eina està baix control. Quan la línia de la tendència excedeix el màxim permissible per a la mitjana del procés, el procés haurà de reinicialitzar-se o l'eina haurà de reemplaçar-se.A. H. Fritz, G. Schulze: Fertigungstechnik. 11. Auflage. Springer, 2015, S. 306.
Antecedents històrics Anteriorment al període conegut com la Revolució Industrial (1750), l'habilitat dels operaris determinava una bona construcció mecànica. Cada màquina era una obra d'artesania i la seva qualitat depenia directament del mestratge i experiència. Després del període de la Revolució Industrial, la producció es modifica cap a la fabricació de grans sèries. Aparició de peces fabricades independentment i muntades o assemblades entre si per formar el producte final, ja que resulta impossible fabricar una peça amb dimensió nominal exacta apareix el terme de Tolerància. Les màquines compten amb una major importància en fabricació/producció (més perfecció) i disminueix la influència d'habilitat de l'operari. Actualment, amb les màquines més modernes, l'operari té solament la funció de controlar-les i alimentar-les. La necessitat de control sobre el procés de producció va obligar, al mateix temps, l'evolució dels sistemes de mesurament (apareix en 1840 el peu de rei i entre 1870-1880 el Micròmetre de tronell o Palmer) l'ús de calibres es va estendre des de 1880 i van substituir el mesurament d'una dimensió per la comparació amb una dimensió fixa. Amb els nous productes es creen sistemes mecànics cada vegada més complexos en els quals intervenen molts factors que cada vegada més determinen la variabilitat i influeixen en la capacitat. Necessitat de definir un Valor objectiu i el seu marge de variabilitat (normalitzat) denominats Toleràncies (Dimensionals, Forma, Posició, Orientació). Mantenir una consistència entre tolerància/capacitat/cost de fabricació, manca de sentit. Assignar toleràncies que no puguin obtenir-se amb les capacitats dels processos i equips de fabricació, amb les tècniques i equips de mesura i amb els procediments de regulació i control establerts.
Material de l'eina Acers especials: Addició a l'aliatge de Fe-C elements que milloren la resistència al desgast. Les velocitats de tall solen ser 10–20 m/min, màxim. Acers ràpids: Acers al wolframi (tungstè) i Crom, es va doblegar la velocitat de tall mantenint la duresa a altes temperatures(40 m/min). Cermets: Materials sinteritzats compostos de components no metàl·lics (òxids, silicats) i components metàl·lics d'alt punt de fusió. Nitrur de bor cúbic: Suport de carburs(metall dur) amb una fina capa de nitrur de bor cúbic. Duresa només superada pel diamant, pot treballar amb temperatures de 1000-1100 °C. Diamants sinteritzats: Pólvores de diamant comprimits i escalfats, admeten temperatures de treball de 2000 °C i velocitats de treball de 2000 m/min.
Les últimes tendències en l'evolució dels materials d'eines estableix nuclis de metall dur amb recobriments de carburs o nitrurs de titani dipositats per precipitació mitjançant reaccions químiques en estat gasós que donen lloc a capes d'uns 0,005 mm. En una segona generació d'eines de metall dur recobert aquest té un tractament per crear una zona de difusió sota la capa dipositada i permetre una gradual variació de propietats entre base interna i capa externa (diferències d'elasticitat i dilatacions). Recoberts amb una doble capa d'Alumini exterior sobre una capa suporti de TIC.
Fenòmens que produeixen el desgast en eines de cort A continuació s'expliquen els diferents tipus de desgast segons el fenomen que actua: Desgast per abrasió (abrasiu). Desgast per difusió (difusiu). Desgast per oxidació. Desgast per fatiga. Desgast per adhesió (adhesiu).
Desgast abrasiu Es deu a les partícules més dures, incloses en el material a mecanitzar o en el tall recrescut donat per altes velocitats de deformació de material acritud, i es dona sobre la cara d'incidència de l'eina de cort. Les inclusions de gran duresa cal tenir-les en compte perquè poden produir ratllat sobre l'eina. Aquestes ratlladures podrien no ser paral·leles a l'adreça de fluència de l'encenall a causa de nombrosos aspectes. Vàlid per a acers i foses i fonamenta que el desgast no és causat per abrasió mecànica.
Desgast per difusió Es presenta entre les temperatures de 900 i 1200 °C, per la qual cosa no presenten importància per a les eines d'acers al carboni i les d'acer ràpid, les quals no poden treballar a aquestes temperatures. En canvi en les de metall dur, ceràmiques o nitrur de bor, s'eleva la mobilitat atòmica i es produeix una dissolució mútua del material de la peça i el de l'eina. L'activitat d'aquest procés augmenta amb la velocitat de cort. Per aquest motiu el desgast difusiu pugui considerar-se com un desgast químic que produeix variacions en la capa superficial de l'eina i d'aquesta forma compromet la resistència a desgast d'aquesta.
Desgast per oxidació Es localitza en els contorns de la regió de contacte entre la peça i l'eina, i es caracteritza per presentar color de revingut. Depèn del material de l'eina i de les temperatures de treball. Per a les eines d'acer no presenta gran importància, ja que aquestes regularment no treballen a altes temperatures, mentre que en les de metall dur a força de tungstè a causa de les temperatures i de l'oxigen existent en l'atmosfera, es forma en la superfície de l'eina una capa d'òxids complexos a força de tungstè, cobalt i ferro, que té certa acció destructiva sobre l'estructura de metall dur. Aquesta acció s'observa especialment en el tall secundari, on apareixen arrugues que poden provocar ruptura de la punta de l'eina.
Desgast per fatiga És sovint una combinació termo-mecànica. La fluctuació de la temperatura i l'acció alternativa de les forces de tall, poden originar en els talls fent-se bretxes i fins i tot el trencament. L'acció del tall intermitent condueix a generar contínuament escalfaments alternatius que provoquen xocs tèrmics en els talls de cort. Alguns materials d'eines són més sensibles que uns altres a la fatiga mecànica. La fatiga mecànica pura pot provenir també de les forces de cort sent, de vegades, bastant alta per a la resistència del tall de cort. Això pot succeir en presència de materials de peça durs o molt tenaces, altes gammes d'avanços, o quan el material de l'eina no és prou dur. No obstant això en aquests casos predomina la deformació plàstica.
Desgast adhesiu El fenomen d'adhesió ocorre a temperatures inferiors als 900 °C i és inversament proporcional a la duresa de l'eina. Es deu a la presència d'altes temperatures i pressions de tall, també al fet que la superfície interior de l'encenall es presenta neta i sense capa protectora d'òxid i, per tant, químicament molt activa. Una forma inversa d'aquest fenomen, és el tall d'aportació (tall recrescut). Quan part de l'encenall queda adherida al caient de l'eina a causa de la temperatura, pressió i temps de contacte. L'adhesió augmenta inicialment amb la velocitat, perquè s'aconsegueixen temperatures que afavoreixen aquest fenomen, però a altes velocitats la temperatura augmenta fins al punt que estova les partícules adherides i faciliten el seu despreniment sense afectar el material de l'eina, ja que és molt més resistent.
Tipus de desgastos en les eines de tall Cadascun dels mecanismes de desgast que s'han analitzat anteriorment, influeixen de forma conjunta en el tall de l'eina de cort. D'aquesta manera es materialitzen en el mateix a través de diverses manifestacions entre les quals podem diferenciar
Desgast de flancs d'incidència Aquest desgast té lloc en els flancs d'incidència del tall, principalment és a causa del fenomen de desgast per abrasió. Un excessiu desgast de flanc conduirà a un empitjorament en la qualitat superficial, deterioració de la precisió dimensional i increment del fregament a conseqüència de la transformació geomètrica.
Desgast de cràter