资讯动态
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    切削系统建模和切削力分析
    根据石油管螺纹加工的实际情况建立的螺纹切削系统。利用有限元仿真法分析螺纹刀具加工步骤:①前处理,威尼人斯网址根据刀具使用实际问题定义求解模型,定义螺纹刀具的几何区域,定义螺纹刀具单元类型、螺纹刀具单元的材料属性、螺纹刀具单元的几何属性、螺纹刀具单元的连通性、螺纹刀具单元的基函数、螺纹刀具边界条件以及螺纹刀具实际载荷;②总装求解,找出螺纹刀具薄弱点所在;③后处理,根据有关准则对求出的解进行分析和评价。螺纹加工及刀具模型螺纹刀具在加工过程中,由于成形面几何尺寸不同,所受力与普通刀具有一定区别,本文就石油管螺纹加工刀具中*典型的梯扣螺纹刀具进行受力分析,为梯扣螺纹刀具在加工中与工件接触情况。根据刀具模型进行网格化分,将螺纹刀具看成由许多小的、互相连接的区域组成,对每一单元假定一个合适的近似解,然后推导求解这个域总的满足条件,从而得到问题的解。通过有限元仿真法来分析螺纹刀具的受力情况,从而找出螺纹刀具在使用过程中从力的角度认为*薄弱的区域。
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    刀具磨损监控系统
    随着时代的发展,科技的进步,企业对生产的优化,自动加工设备的广泛运用使得自动批量加工模式越来越普及。但在切削加工过程中由于刀具磨损状态的不可控性,便容易引起不良或是批量废品的异常现象。因此客户往往采用固定加工次数换刀来避免此类状况,却任需在加工过程中定时多次检查刀具状态以及工件各尺寸的要求。刀具磨损监控系统能够实时记录刀具/砂轮加工过程中的信号变化,据此确定*优化的换刀时间,提醒操作人员进行换刀,同时也可用于评价刀具性能。工作原理通过加工过程中的功率,振动和声音三种模式来进行实时检测磨损情况:1,功率:通过安装功率传感器在加工过程中实时测量功率信号,利用功率信号处理算法对功率进行分析和识别,判断刀具磨损情况。2,振动:通过安装震动传感器在加工过程中实时检测振动信号,利用振动信号处理算法对振动进行分析和识别,判断刀具磨损情况。3,声音:利用高灵敏度声学传感器实时检测刀具磨损时产生的声音信号,利用声学信号处理算法对声学进行分析和识别,判断刀具磨损情况。特点:1,提供三种特征进行刀具磨损监控。2,学习一把新刀和磨损刀具的功率曲线,即可生成监控边界。3,可长期记录刀具磨损的特征曲线,可用于刀具性能的评估,为客户提供成本决策。产品效果和价值1,生产过程中为保证加工工件质量,通常选择保守使用刀具,无法*大化的利用刀具。刀具磨损监控系统通过刀具加工工件所产生的信号变化,来判断当前刀具状态,提高刀具寿命、节省成本。2,通过设置刀具的磨损极限,实时监测刀具的磨损状态,当刀具的磨损到达极限时,及时给出换刀信号,避免因为刀具提前失效而导致的零件批量性缺陷。3,通过刀具磨损监控系统采集到的实时加工数据进行对比分析,可以评价刀具的性能。通过实时检测判断刀具破损的情况,及时更换磨损的刀具,避免加工材料的损耗,时间的流失以及设备的损坏等,因刀具磨损产生的加工质量下降的问题。产品适用范围刀具磨损监控系统适用于各种(磨削、车削、铣削、钻孔、铰孔、镗孔、攻丝等)形式的加工场景,更适用于如汽车制造,航天航空等领域的批量加工生产。
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    刀具破损的表现
    1) 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。2) 切削刃或刀尖崩碎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。3) 刀片或刀具折断当切削条件极为恶劣,切削用量过大,有冲击载荷,刀片或刀具材料中有微裂,由于焊接、刃磨在刀片中存在残余应力时,加上操作不慎等因素,可能造成刀片或刀具产生折断。发生这种破损形式后,刀具不能继续使用,以致报废。4) 刀片表层剥落威尼人斯网址对于脆性很大的材料,如TiC含量很高的硬质合金、陶瓷、PCBN等,由于表层组织中有缺陷或潜在裂纹,或由于焊接、刃磨而使表层存在着残余应力,在切削过程中不够稳定或刀具表面承受交变接触应力时极易产生表层剥落。剥落可能发生在前刀面,刀可能发生在后刀面,剥落物呈片状,剥落面积较大。涂层刀具剥落可能性较大。刀片轻微剥落后,尚能继续工作,严重剥落后将丧失切削能力。5) 切削部位塑性变型具钢和高速钢由于强度小硬度低,在其切削部位可能发生塑性变型。硬质合金在高温和三向压应力状态直工作时,也会产生表层塑性流动,甚至使切削刃或刀尖发生塑性变形面造成塌陷。塌陷一般发生在切削用量较大和加工硬材料的情况下。TiC基硬质合金的弹性模量小于WC基硬质合金,故前者抗塑性变形能力加快,或迅速失效。PCD、PCBN基本不会发生塑性变形现象。6) 刀片的热裂当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。
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    加工使用的刀片如何来判断是否需要替换?
    在刀片有破损的情况下肯定是要替换正在使用的刀片之外,其实在其他的情况下也需要替换刀片。比如:加工后的工件尺寸超出了标准的允许范围、加工后工件的表面不符合加工面粗糙度要求等情况。而且在发生这些情况时,刀片刀尖也一般会有摩损和崩损的情况发生。就算刀尖的损伤一般肉眼比较难以判断,大家可以使用放大镜来确定损伤情况。刀尖损伤为什么也会影响加工的工件的表面粗糙度和尺寸呢?其实刀尖有损伤的时候也意味着刀片的锋利性减弱,这样的刀尖加工的工件表面是凹凸不平的。就像,刨刀在加工木材的时候,如果刀的状况不好是会影响到加工的木材的表面的平滑的。关于工件的尺寸,如果刀片在加工时后刀角发生摩损,那么会影响到刀尖的位置,如果刀尖的位置后退了10μm的话,那么加工时的切深量会减少一倍。大家来看下面这张图↓而且,不光是后刀面摩损会造成影响,月牙洼摩损也会造成加工问题。如果产生月牙洼磨损一直不处理的话,可能会造成刃尖直接崩损的情况,如果崩损的情况再继续使用下去的话,不仅是刀片,连车刀杆也会发生损坏,还是需要注意这一点的。那么替换刀片的时机如何把握呢?如果刀具发生损伤对加工的工件也会造成影响,所以要在这之前就替换掉刀具。当然,*主要的还是要尽量不发生刀具的损伤,所以刀具的耐摩损性能很大程度上影响了刀具的品质。而且在加工时经常观察刀具是否受损还是很麻烦的事情,所以在加工时决定加工多少个之后替换刀具是*好的办法,这就需要稳定加工的刀具,而且刀具寿命延长可以加工更多的工件,所以可以稳定加工并且长寿命才是检测刀具品质的标准。
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    刀具磨损原因
    1)磨料磨损被加工材料中常有一些硬度极高的微小颗粒,能在刀具表面划出沟纹,这就是磨料磨砂损。磨料磨损在各个面都存在,前刀面*明显。而且各种切削速度下都能发生麻料磨损,但对于低速切削时,由于切削温度较低,其它原因产生的磨损都不明显,因而磨料磨损是其主要原因。另处刀具硬度越低磨料麻损越严重。2)冷焊磨损切削时,工件、切削与前后刀面之间,存在很大的压力和强烈的摩擦,因而会发生冷焊。由于摩擦副之间有相对运动,冷焊将产生破裂被一方带走,从而造成冷焊磨损。冷焊磨损一般在中等切削速度下比较严重。根据实验表明,脆性金属比塑性金属的抗冷焊能力强;多相金属比单向金属小;金属化合物比单质冷焊倾向小;化学元素周期表中B族元素与铁的冷焊倾向小。高速钢与硬质合金低速切削时冷焊比较严重。3)扩散磨损在高温下切削、工件与刀具接触过程中,双方的化学元素在固态下相互扩散,改变刀具的成分结构,使刀具表层变得脆弱,加剧了刀具破损。扩散现象总是保持着深度梯度高的物体向深度梯度低物体持续扩散。例如硬质合金在800℃时其中的钴便迅速地扩散到切屑、工件中去,WC分解为钨和碳扩散到钢中去;PCD刀具在切削钢、铁材料时当切削温度高于800℃时,PCD中的碳原子将以很大的扩散强度转移到工件表面形成同行群:528550242新的合金,刀具表面石墨化。钴、钨扩散比较严重,钛、钽、铌的抗扩散能力较强。故YT类硬质合金耐磨性较好。陶瓷和PCBN切削时,当温度高达1000℃-1300℃时,扩散磨损尚不显著。 工件、切屑与刀具由于材料的同,切削时在接触区将产生热电势,这种热电势有促进扩散的作用而加速刀具的磨损。这种在热电势的作用下的扩散磨损,称为“热电磨损”。4)氧化磨损当温度升高时刀具表面氧化产生较软的氧化物被切屑摩擦而形成的磨损称为氧化磨损。如:在700℃~800℃时空气中的氧与硬质合金中的钴及碳化物、碳化钛等发生氧化反应,形成较软的氧化物;在1000℃时PCBN与水蒸气发生化学反应。
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