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    何谓刀具钝化?
    通过对刀具进行去毛刺,平整,抛光的处理、从而提高刀具质量和延长使用寿命。刀具在精磨之后,涂层之前的一道工序,其名称目前国内外尚不统一,有称“刃口钝化”、“刃口强化”、“刃口珩磨”、“刃口准备”或“ER(Edge Radiusing)处理”等。为什么要进行刀具钝化?经普通砂轮或金刚石砂轮刃磨后的刀具刃口,存在程度不同的微观缺口(即微小崩刃与锯口)。在切削过程中刀具刃口微观缺口极易扩展,加快刀具磨损和损坏。现代高速切削加工和自动化机床对刀具性能和稳定性提出了更高的要求,特别是涂层刀具在涂层前必须经过刀口的钝化处理,才能保证涂层的牢固性和使用寿命。刀具钝化的目的 刃口钝化技术,其目的就是解决刃磨后的刀具刃口微观缺口的缺陷,使其锋值减少或消除,达到圆滑平整,既锋利坚固又耐用的目的。刀具钝化的主要效果 刃口的圆化:去除刃口毛刺、达到精确一致的倒圆加工。刃口毛刺导致刀具磨损,加工工件的表面也会变得粗糙,经钝化处理后,刃口变得很光滑,极大减少崩刃,工件表面光洁度也会提高。对排削槽的抛光处理 对刀具凹槽均匀的抛光,提高表面质量和排削性能。槽表面越平整光滑,排屑就越好,就可实现更高速度的切削。同时表面质量提高后,也减小了刀具与加工材料咬死的危险性。并可减少40%的切削力,切削更流畅。涂层的抛光 去除刀具涂层后产生的突出小滴,提高表面光洁度、增加润滑油的吸附。涂层后的刀具表面会产生一些微小的突出小滴,提高了表面粗糙度,使得刀具在切削过程容易产生较大的摩擦热,降低切削速度。经过钝化抛光后,小滴被去除,同时留下了许多小孔,在加工时可以吸附更多的切削液,使得切削时产生的热量大大减少,可以极大得提高切削加工的速度。
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    刀具涂层选择
    涂层也有助于提高刀具的切削性能。目前的涂层技术包括:氮化钛(TiN)涂层:这是一种通用型PVD和CVD涂层,可以提高刀具的硬度和氧化温度。碳氮化钛(TiCN)涂层:通过在TiN中添加碳元素,提高了涂层的硬度和表面光洁度。氮铝钛(TiAlN)和氮钛铝(AlTiN)涂层:氧化铝(Al2O3)层与这些涂层的复合应用可以提高高温切削加工的刀具寿命。氧化铝涂层尤其适合干式切削和近干切削。AlTiN涂层的铝含量较高,与钛含量较高的TiAlN涂层相比,具有更高的表面硬度。AlTiN涂层通常用于高速切削加工。氮化铬(CrN)涂层:这种涂层具有较好的抗粘结性能,是对抗积屑瘤的**解决方案。金刚石涂层:金刚石涂层可以显着提高加工非铁族材料刀具的切削性能,非常适合加工石墨、金属基复合材料、高硅铝合金和其他高磨蚀性材料。但金刚石涂层不适合加工钢件,因为它与钢的化学反应会破坏涂层与基体的粘附性能。近年来,PVD涂层刀具的市场份额有所扩大,其价格也与CVD涂层刀具不相上下。CVD涂层的厚度通常为5-15μm,而PVD涂层的厚度约为2-6μm。在涂覆到刀具基体上时,CVD涂层会产生不受欢迎的拉应力;而PVD涂层则有助于对基体形成有益的压应力。较厚的CVD涂层通常会显着降低刀具切削刃的强度。因此,CVD涂层不能用于要求切削刃非常锋利的刀具。
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    如何提高加工效率和延长刀具寿命
    为了*大限度的降低切削部位的刀尖和零件被加工区域的温度,防止被加工零件表面硬化和刀尖温度过高,增加散热区域、控制切削力。如采用摆线走刀和大进给铣削等方法均能提高其加工效率,延长刀具寿命。第一:充分的冷却、适当的加工线速度、有效的断屑、合理的刀具包角对于控制刀尖温度非常有效。对于同时具有内冷却的CNC机床和刀具,应该尽量使用*利于降温的内冷却功能,以便使强有力的高压水流带走大量的切削热,确保加工区域保持在一定的温度范围内。即使没有内冷却功能的机加工设备,也建议使用外传内冷却刀柄,同时增强冷却压力,改善冷却效果。第二:适当地控制刀具的切削力和切削速度,也是降低加工区域温度、延长刀具寿命*有效的方法之一。通常加工难加工材料一般均采用精磨的刀具刃口、较小的切削深度和切削宽度。根据不同的难加工材料、零件结构和加工设备等因素,选用合理的切削线速度非常重要。在通常加工中,镍基合金应控制在20~50m/min,钛合金应控制在30~110m/min,PH不锈钢应控制在50~120m/min。第三,对于同样的机床和零件,加工难加工材料的方法会大大影响刀具的加工效率和刀具寿命。无论是采用摆线加工、螺旋插补和大进给铣削方式,其目的都是降低切削力、减小切削区温度。摆线切入法可*大限度减小切削区,使得刀具的实际切削包角*小,延长刀具每齿的散热时间;螺旋插补使得每齿切削量相对均匀,特别是在拐角处*为明显;大进给切削方式,以小的切深、大的进给有效地减小了切削力,使得加工中产生*小的切削热,加工区域温度*低。第四,保证加工中断屑,也是控制温升的有效途径。一般在金属加工中大量的切削热产生在切屑上,有效地断屑会使加工中产生的大量切削热被切屑带走。通常情况下,在加工中大家不希翼有长的切屑产生。对于难加工材料的加工更应该注意,特别是对于粗加工工序,在整个加工系统刚性允许的情况下,应尽量使其在整个加工过程中产生断屑,尽量采用逆铣方式,使形成的铁屑由厚变薄,并且铁屑形状为“9”字形、“6”字形或“C”字形。第五,加工中保持适当的有效刀具包角,使得刀具的每一个有效加工齿能够*大限度地保证*长冷却时间。加工中保持适当、合理地刀具有效包角,非常有利于提高难加工材料的切削效率、延长刀具加工寿命,对于加工难加工材料零件极为重要。刀具有效包角,反映到切削参数上与切削深度Ap和切削宽度Ae以及刀具直径Dc有着直接的关系。特别是在加工难加工材料时,应尽量避免满刀切削。在实际加工中,刀具的切削包角每增大一倍,刀具寿命会减少约30%。
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    刀具磨损以外的考虑因素
    威尼人斯网址对生产的影响第一步当然是:刀具的购置费用。显示了机加过程中的所有成本要素,它们的总合称之为COGS。这些数据可以用来做车间的生产成本比较分析,并且可以从中找出降低成本的有效途径,达到提高盈利的目的。刀具对于生产影响还体现在时间成本方面,其中包括机加过程中修正刀具外轮廓所需要的时间。刀具的更换和初始设定所需要的时间会通过SMED分析来研究,该技术提供了除刀具磨损和失效以外的成本分析方法。部分的时间成本来自于获取和整理刀具,以及运行刀具的安装和加载程序所损耗的时间。OEE可以分析出总的制造时间成本中究竟有多少是真正有效时间。通过OEE分析可以找出浪费源以及标准流程,从而可以减少浪费,提高生产力。具体来说,在OEE分析中,总的生产时间成本被计算出来以后,会扣除其中的计划停机时间、不可预测的故障时间、更换配件时间、非计划的小停顿和减速时间、废料返工时间,剩余的时间就是真正有效的生产时间,会按百分比来表示。OEE达到100% ——一个不可企及的目标——就意味着整个生产过程的流畅度达到**程度,所有产品都达到质量要求,生产效率非常高,时间浪费为零。VSM可以分析出整个制造过程中有哪些性能平衡改进的工作要完成。展示了当系统中一个环节的性能表现特别突出,以致不能与其它环节相匹配时,会导致怎样的后果。这就好比赛艇比赛,如果其中一个桨手的能力远远高于其他桨手,并不会使赛艇行进地更快,相反还会对整个团队带来一定的伤害。生产过程中针对每一个环节所做的改善,都必须综合考虑产量、工件的多样性、材料特性、几何特征、机床、夹具等因素,只有这样才能让整个制造过程的性能平衡度和协调度达到更高的水平。
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    刀具寿命管理功能
    刀具寿命管理功能是FANUC系统自带的一种比较实用的功能,在刀具寿命管理画面中设定每把刀的使用寿命,当刀具使用寿命到达设定寿命时,系统就会发出刀具寿命到达报警,提醒操编辑及时更换刀具,避免因刀具磨损严重导致加工工件报废。刀具寿命管理功能属于FANUC系统默认功能(0i系列属于默认功能,31i系列属于选配功能),具有单独的寿命管理设定画面(如下图),但是在很多设备上却找不到刀具寿命管理的画面,这是因为设备并没有打开刀具寿命管理功能,那么该如何打开系统刀具寿命管理功能呢?首先以0i-D系统为例,若想打开系统刀具寿命管理功能,需要将参数8132#0(TLF)设定为1,该参数用于刀具寿命管理功能的打开与关闭,设定为0表示关闭刀具寿命管理功能,设定为1表示打开刀具寿命管理功能;此时系统会提示需要关闭电源,重新启动,重启系统后刀具寿命管理画面就可以正常显示了;对于0i-F系统来说,若想打开刀具寿命管理功能,除了需要将参数8132#0(TLF)设定为1之外,还需要设定参数6813,参数6813为设定刀具寿命管理*大组数,设定范围为0~256,若设定为0,则系统默认刀具寿命管理功能关闭;设定完成后,系统提示关闭电源,重新启动,重启设备后,刀具寿命画面就可以正常显示了。
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