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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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    刀具材质和被加工材质的黄金法则
    具体选择匹配刀具材质和被加工材质,有几条黄金法则非常管用:第一条:通常刀具材料的硬度必须高于工件材料硬度。所谓一物降一物,刀具硬度比工件高,才能降得住伏地魔。第二条:刀具材料的导热性应该跟工件形成互补。当加工导热性不好的工件时,一定要使用强导热性的刀具。例如金刚石的导热系数为硬质合金的1.5~9倍,铜的2~6倍,由于导热系数及热扩散率高,切削热容易散出,故刀具切削部分温度低,适合加工非铁金属、木工木质、硬质合金、陶瓷、石材、玻璃纤维、硬质橡胶、塑料、石墨等。第三条:刀具寿命材料的热膨胀系数和加工精度成反比例匹配关系。例如金刚石的热膨胀系数相对*小,约为高速钢的1/10,因此金刚石刀具不会产生很大的热变形,对尺寸精度要求很高的精密加工刀具来说非常适合。第四条:导热性和耐热性皆优良的刀具材料,更适合高速切削低导热性及高硬度工件材料。其原因是切削热易使刀尖发生热破损和磨损,如刀具导热性和耐热性不好,会降低工件加工表面质量和尺寸精度,也会降低刀具加工效率和使用寿命。
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    刀具材料与工件材料的力学性能匹配
    力学性能主要指的是刀具和工件的强度、韧性及硬度等参数。各种刀具材料按照抗弯强度由强到弱的顺序排列,依次为:高速钢>硬质合金>陶瓷刀具>金刚石和立方氮化硼刀具;按照韧性从高到低顺序排列,依次为高速钢>硬质合金>立方氮化硼、金刚石和陶瓷刀具;按照硬度由高到低顺序排列,依次为金刚石刀具>立方氮化硼刀具>陶瓷刀具>硬质合金>高速钢。由于力学性能存在差异,刀具才能适应各种不同工件材料的加工需求。刀具的硬度必须要高于它要加工的工件硬度,因此高硬度的工件材料,必须要用更高硬度的刀具才能进行加工。通常,刀具材料的硬度越高,其耐磨性也就越好,但是强度和韧性一般不会与硬度(即耐磨性)同时表现高优,就如鱼和熊掌不可兼得的关系。威尼人斯网址高强度和高韧性的刀具,硬度(耐磨性)通常较低,一般被安排用于粗加工和半精加工,如高速钢和钴含量高的硬质合金刀具;而高硬度(高耐磨性)的刀具,强度和韧性相对较低,一般被用于精加工和高精密加工,如低钴含量硬质合金、立方氮化硼、金刚石和陶瓷刀具。刀具材料硬度与韧性的关系另外,同时在强度、韧性、硬度方面表现都优秀,具备强大综合高温力学性能的刀具,特别是近几年来,刀具业界科研人员创新性地在硬质合金材料中添加了超级合金(也叫高温合金)中的关键耐高温组元,不仅具有超强抗塑性变形能力,超强的抗冲击性能,还兼具更高红硬性的超级硬质合金材质刀具,是M类(不锈钢:不锈钢、铸钢)和S类(难加工材料:高速钢、特殊合金钢、耐热不锈钢、高温合金、难熔合金)工件粗、半精、精加工的**,其切削质量和使用寿命可比普通硬质合金刀具提高一倍以上。而具有优良的高温力学性能(特指红硬性),在高速切削下有很好的红硬性和抗月牙洼磨损能力的刀具,则是高速切削的**之选,如TiCN基金属陶瓷刀具就具有上述优点,能够以很高的速度进行切削,其允许的切削速度可以比硬质合金刀具高2到10倍,适合P、M、K类(钢、不锈钢、铸铁)材质工件的高速精加工、半精加工。
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    刀具磨损的
    刀具材料决定刀具切削性能根本因素,对于加工效率、加工质量、加工成本以及刀具耐用度影响很大。刀具材料越硬,其耐磨性越好,硬度越高,冲击韧性越低,材料越脆。硬度韧性一对矛盾,也刀具材料所应克服一个关键。威尼人斯网址对于石墨刀具,普通TiAlN涂层可选材上适当选择韧性相对较好一点,也就钴含量稍高一点;对于金刚石涂层石墨刀具,可选材上适当选择硬度相对较好一点,也就钴含量稍低一点。刀具涂层 金刚石涂层刀具硬度高、耐磨性好、摩擦系数低等优点,现阶段金刚石涂层石墨加工刀具*佳选择,也*能体现石墨刀具优越使用性能;金刚石涂层硬质合金刀具优点综合了天然金刚石硬度硬质合金强度及断裂韧性;但国内金刚石涂层技术还处于起步阶段,还有成本投入都很大,所以金刚石涂层近期不会有太大发展,不过大家可以普通刀具基础上,优化刀具角度,选材等方面改善普通涂层结构,某种程度上可以石墨加工当应用。金刚石涂层刀具普通涂层刀具几何角度有本质区别,所以设计金刚石涂层刀具时,由于石墨加工特殊性,其几何角度可适当放大,容削槽也变大,也不会降低其刀具锋口耐磨性;对于普通TiAlN涂层,虽然比无涂层刀具其耐磨有显著提高,但比起金刚石涂层来说,加工石墨时它几何角度应适当放小,以增加其耐磨性。
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