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    刀具破损的表现
    刀具破损的表现切削刃微崩当工件材料组织、硬度、余量不均匀,前角偏大导致切削刃强度偏低,工艺系统刚性不足产生振动,或进行断续切削,刃磨质量欠佳时,切削刃容易发生微崩,即刃区出现微小的崩落、缺口或剥落。出现这种情况后,刀具将失去一部分切削能力,但还能继续工作。继续切削中,刃区损坏部分可能迅速扩大,导致更大的破损刀具承受交变的机械载荷和热负荷时,切削部分表面因反复热胀冷缩,不可避免的产生交变的热应力,从而使刀片发生疲劳而开裂。例如,硬质合金铣刀进行高速铣削时,刀齿不断受到周期性地冲击和交变热应力,而在前刀面产生梳状裂纹。有些刀具虽然并没有明显的交变载荷与交变应力,但因表层、里层温度不一致,也将产生热应力,加上刀具材料内部不可避免地存在缺陷,故刀片也可能产生裂纹。裂纹形成后刀具有时还能继续工作一段时间,有时裂纹迅速扩展导致刀片折断或刀面严重剥落。这种破损方式常在比造成切削刃微崩更为恶劣的切削条件下产生,或者是微崩的进一步的发展。崩碎的尺寸和范围都比微崩大,使刀具完全丧失切削能力,而不得不终止工作。刀尖崩碎的情况常称为掉尖。
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    刀具材料
    在刀具修磨中常见的刀具材料有:高速钢、粉末冶金高速钢、硬质合金及PCD、CBN、金属陶瓷等超硬材料。高速钢刀具锋利、韧性好,硬质合金刀具硬度高但韧性差。硬质合金刀具的密度明显大于高速钢刀具。这二种材料是钻头、绞刀、铣刀和丝锥的主要材料。粉末冶金高速钢的性能介于上述二者材料之间,主要用于制造粗铣刀和丝锥。高速钢刀具因材料韧性好,故对碰撞不太敏感。但硬质合金刀具硬度高而脆,对碰撞很敏感,刃口易蹦。所以,在修磨过程中,必须对硬质合金刀具的操作和放置十分小心,防止刀具间的碰撞或刀具摔落。刀具破损由于高速钢刀具的精度大多相对较低,其修磨要求也不高,再加上其价格也不高,所以,许多制造厂自己设刀具车间对其进行修磨。但硬质合金刀具则往往需要送到专业修磨中心进行修磨。根据国内某些刀具修磨中心的统计,送修刀具中80%以上是硬质合金刀具。
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    刀具磨损的判断方法
    在金属切削加工中,刀具/工件界面处的表面负荷以及切屑沿刀具前刀面高速滑移而产生的能量和摩擦,转化为热量,而通常这些热量的80%都被切屑带走(这一比例的变化主要取决于切削速度),其余大约20%的热量则传入刀具之中,热量和温度是刀具磨损的根本。1、刀具寿命表(以加工工件数量为依据),一些高端装备制造业或者单品批量生产企业用它来引导生产,此方法适合加工工件昂贵的航空航天,汽轮机,汽车关键部件如发动机等生产企业。2、看加工,如果加工过程中,冒断续的无规则火星,说明刀具已经磨损,可根据刀具平均寿命及时换刀。3、看铁屑颜色,铁屑颜色改变,说明加工温度已经改变,可能是刀具磨损。4、看铁屑形状,铁屑两侧出现锯齿状,铁屑不正常卷曲,铁屑变得更细碎,这些现象都是刀具磨损的判断依据。5、看工件表面,出现光亮痕迹,但粗糙度并和尺寸并没有大的变化,这其实也是刀具已经磨损。6、听声音,加工震动加剧,刀具不快时候会产生异响。这时要留意避免“扎刀”,造成工件报废。7、观察机床负载,如有明显增量变化,说明刀具已经磨损。此外,刀具切出时工件产生毛边严重,粗糙度下降,工件尺寸变化等等明显现象也是刀具磨损的判定标准。
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    刀具崩刃的原因及对策
    1)刀片牌号、规格选择不当,如刀片的厚度太薄或粗加工时选用了太硬太脆的牌号。对策:增大刀片厚度或将刀片立装,选用抗弯强度及韧性较高的牌号。2) 刀具几何参数选择不当(如前后角过大等)。对策:可从以下几方面着手重新设计刀具。① 适当减小前、后角。② 采用较大的负刃倾角。③ 减小主偏角。④ 采用较大的负倒棱或刃口圆弧。⑤ 修磨过渡切削刃,增强刀尖。3)刀片的焊接工艺不正确,造成焊接应力过大或焊接裂缝。对策:①避免采用三面封闭的刀片槽结构。②正确选用焊料。③避免采用氧炔焰加热焊接,并且在焊接后应保温,以消除内应力。④尽可能改用机械夹固的结构4)威尼人斯网址刃磨方法不当,造成磨削应力及磨削裂纹;对PCBN铣刀刃磨后刀齿的振摆过大,使个别刀齿负荷过重,也会造成打刀。对策:①采用间断磨削或金刚石砂轮磨削。②选用较软的砂轮,并经常修整保持砂轮锋利。③注意刃磨质量,严格控制铣刀刀齿的振摆量。5) 切削用量选择不合理,如用量过大,便机床闷车;断续切削时,切削速度过高,进给量过大,毛坯余量不均匀时,切削深度过小;切削高锰钢等加工硬化倾向大的材料时,进给量过小等。对策:重新选择切削用量。6) 机械夹固式刀具的刀槽底面不平整或刀片伸出过长等结构上的原因。对策:①修整刀槽底面。②合理切削液喷嘴的位置。③淬硬刀杆在刀片下面增加硬质合金垫片。
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    刀具修磨标准
    由于刀具应用的复杂性,专业修磨中心必须根据被修磨刀具的失效形式及时修整修磨方案,并跟踪刀具的使用效果。是否拥有一套好的刀具修磨标准是衡量一个修磨中心是否专业的标准。修磨标准里,一般规定了不同刀具在切削不同材料时其切削刃的技术参数,包括刃倾角、顶角、前角、后角、倒刃、倒棱等等参数(在硬质合金钻头中,使刀刃钝化的工序叫“倒刃”,倒刃的宽度与被切削材料有关,一般在0.03-0.25mm之间。在棱边上(刀尖点)倒角的工序叫“倒棱”。每个专业企业都有自己多年总结而得的修磨标准。HM钻头与HSS钻头的区别:HSS钻头:顶角一般是118度,有时大于130度;刀刃锋利;对精度(刃高差、对称度、周向跳动)要求相对低。横刃有多种修法。HM钻头:顶角一般为140度;直槽钻常常为130度,三刃钻一般为150度。刀刃和刀尖(棱边上)不锋利,往往被钝化,或称倒刃和倒棱;对精度要求高。横刃常被修成S-形,以利于断屑。后角:刀刃的后角对刀具而言十分重要。后角太大,刃虚易蹦、易“扎刀”;后角太小,则摩擦太大、切削不利。刀具破损的后角随被切削材料和刀具种类、刀具直径的不同而不同。一般而言,后角随刀具直径的变大而减小。另外,被切削材料硬,则后角小些,否则,后角大些。
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