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    刀具寿命控制
    衡量刀具性能的重要指标——刀具寿命,不仅影响零件的加工效率,而且对于产品的质量至关重要,针对生产线而言,刀具寿命是质量控制的重点关注对象。在生产线正常加工过程中,都无人干预,如果刀具出现质量问题不能及时被发现,轻则会出现成批性质量问题,重则会造成设备撞击事件。因此,必须严格控制刀具寿命,实时跟踪刀具的切削状态,对刀具的使用状况进行在线控制,对加工过程中出现的刀具磨损或破损现象,及时预警更换,才能更好地保证零件的加工进程,确保零件在加工过程中,不会因刀具寿命出现质量问题。刀具失效是指刀具使用一段时间后,在切削过程中,刀具刃部失去切削能力,常见的刀具失效形式有刀具磨损、破损和刀具品质不良。刀具磨损是刀具的刃部在切削一段时间后,切削能力下降,不能满足所加工的尺寸和表面粗糙度要求,出现此类现象,就需要及时更换刀具,防止刀具出现破损现象,对于壳体加工而言,刀具磨损主要表现在所加工的零件尺寸不合格、加工表面粗糙度不能满足图样要求。刀具破损是刀具磨损到一定程度后,仍继续使用,由于切削力和切削温度周期性冲击,刀具出现剧烈磨损,切削热急剧升高,刀具材料内部应力发生突变,引起切削刃和刀面的破损,常见的表现形式有:崩刃、剥落、裂纹破碎、折断等。这种现象会直接导致刀具、零件报废,甚至会影响设备的加工精度,造成较大的经济损失。因此,在加工过程中,必须重点控制该类现象的发生。刀具品质不良是指刀具厂家所生产的刀具本身质量不能满足加工要求,主要表现在切削性能不能达到使用要求,刀具参数不符合切削要求,容易出现刀具灼伤或断裂的现象,此类刀具在使用过程中,操作人员会根据现场加工的实际要求,提前将此类刀具剔除或限制使用。
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    刀具破损、崩刃怎么办?
    根本原因:后刀面磨损后刀面磨损是指在切削刃下方并与其紧挨着的刀具后刀面的磨蚀损耗。工件材料中的硬质合金颗粒或者是加工硬化的材料和刀片摩擦。小块的涂层剥落和刀片摩擦。刀片中的钴元素*终从晶格中脱离,降低硬质合金的黏着力因此剥落。如何判断?沿着切削刃相对均匀的磨损。有时会有剥落的工件材料粘着在切削刃上,使磨损看起来比实际夸大。刀具破损后呈黑色,而普通刀片的磨损是闪亮的。黑色是表面涂层剥落后显示的底部涂层。根本原因:崩刃后刀面崩刃后刀面崩刃是指,在切削刃小颗粒剥落而非被后刀面磨损磨蚀时,发生的一种机械失效。后刀面剥落发生在有冲击负载变化的情况下,例如断续切削。后刀面崩刃往往是工件状况不稳定的结果,例如刀具过长或者工件支撑不足的时候。切屑的二次切削也容易造成崩刃。前刀面剥落粘性材料在切削后会产生材料回弹。这种回弹可能会超出刀具的后角并在刀具的后刀面和工件之间产生摩擦。这种摩擦会造成磨光效果,可能会导致工件的加工硬化。会增大刀具和工件之间的接触,这使得热量会导致热膨胀,导致前刀面膨胀,产生前刀面崩刃。根本原因:前刀面积屑瘤当工件材料的连续层压接到切削刃上时会发生积屑瘤。积屑瘤是一个动态的结构。切削过程中积屑瘤的切面不断剥落并重新附着。前刀面积屑瘤也往往在低加工温度和切削速度相对缓慢的情况下有所发生。发生前刀面积屑瘤的实际速度取决于被加工的材料。若是对加工硬化材料进行加工,例如奥氏体不锈钢,那么前刀面积屑瘤可导致在切深处迅速积聚,从而造成切深处破损这种次生失效模式。
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    刀具防止破损的小技巧
    对于加工中心来说,刀具属于一种消耗品工具,在加工过程中它会产生破损、磨损、崩刃等现象。这些现象不可避免,但也有如操作不科学不规范、维护保养不当等可控原因,找到根本原因才能更好地解决问题。针对被加工材料和零件的特点,合理选择刀具材料的各类和牌号。在具备一定硬度和耐磨性的前提下,必须保证刀具材料具有必要的韧性。合理选择刀具几何参数。通过调整前后角,主副偏角,刃倾角等角度;保证切削刃和刀尖有较好的强度。在切削刃上磨出负倒棱,是防止崩刀的有效措施。威尼人斯网址保证焊接和刃磨的质量,避免因焊接、刃磨不善而带来的各种疵病。关键工序所用的刀具,其刀面应经过研磨以提高表面质量,并检查有无裂纹。合理选择切削用量,避免过大的切削力和过高的切削温度,以防止刀具破损。尽可能保证工艺系统具有较好的刚性,减小振动。采取正确的操作方法,尽量使刀具不承受或少承受突变性的负荷。
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    刀具磨损的9种形式及应对措施
    刀具磨损是切削加工中基本的问题之一。了解刀具磨损的形式和原因,可以帮助大家在数控加工中延长刀具寿命,避免加工异常。1. 后刀面磨损后刀面磨损是*常见的磨损类型之一,发生在刀片 (刀具) 的后刀面。原因:切削期间,与工件材料表面的摩擦会导致后刀面的刀具材料损耗。磨损通常*初在刃线出现,并逐渐向下发展。应对措施:降低切削速度,并同时增加进给,将可在确保生产率的情况下延长刀具寿命。2.月牙洼磨损原因:切屑与刀片 (刀具) 前刀面的接触导致出现月牙洼磨损,属于化学反应。应对措施:降低切削速度,并选择具有正确槽型和更耐磨涂层的刀片 (刀具) 将可延长刀具寿命。3.塑性变形塑性变形是指切削刃形状永久改变,切削刃出现向内变形 (切削刃凹陷) 或向下变形 (切削刃下塌)。原因:切削期间,与工件材料表面的摩擦会导致后刀面的刀具材料损耗。磨损通常*初在刃线出现,并逐渐向下发展。应对措施:降低切削速度,并同时增加进给,将可在确保生产率的情况下延长刀具寿命。4.涂层剥落涂层剥落通常发生在加工具有粘结特性的材料时。原因:粘附负荷会逐渐发展,切削刃要承受拉应力。这会导致涂层分离,从而露出底层或基体。应对措施:提高切削速度,以及选择具有较薄涂层的刀片将可减少刀具的涂层剥落。5.裂纹裂纹是狭窄裂口,通过破裂而形成新的边界表面。梳状裂纹大致垂直于刃线,通常是热裂纹。原因:梳状裂纹是由于温度快速波动而形成。应对措施:为防止出现这种情况,可以使用韧性更高刀片材质,并且应大量使用冷却液或者完全不用冷却液。6.崩刃崩刃包括刃线的轻微损坏。崩刃与断裂的区别在于刀片崩刃后仍可使用。原因:有许多磨损状态组合可导致崩刃。但是,*常见的还是热-机械以及粘附带来的。应对措施:可以采取不同的预防措施来尽可能减轻崩刃,具体取决于导致其发生的磨损状态。7.沟槽磨损沟槽磨损的特点是在*大切深出现过量的局部损坏,但这也可能发生在副切削刃上。原因:这取决于化学磨损是否在沟槽磨损中占据主导地位,与粘着磨损或热磨损的不规则增长相比,化学磨损的发展更有规律,如图所示。对于粘着磨损或热磨损情况,加工硬化和毛刺形成是导致沟槽磨损的重要因素。应对措施:对于加工硬化材料,选择较小的主偏角,改变切深。8.断裂断裂是指切削刃大部分破裂,刀片不能再使用。原因:切削刃承载的负荷超出了其承受能力。这可能是因为任由磨损发展过快,导致切削力增大。错误的切削参数或装夹稳定性问题也会导致过早断裂。应对措施:识别此类磨损的初兆,并通过选择正确的切削参数和检查装夹稳定性来防止其继续发展。9.积屑瘤 (粘附)积屑瘤 (BUE) 是指材料在前刀面上积聚。原因:积屑材料可能在切削刃顶部形成,从而将切削刃与材料分隔。这会增大切削力,从而导致整体失效或积屑瘤脱落,而且脱落时往往会将涂层甚至部分基体一并剥离。应对措施:提高切削速度可防止形成积屑瘤。加工较软、粘性较大的材料时,*好使用较锋利的切削刃。
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    高性能高速钢刀具
    高性能高速钢是指在通用型高速钢成分中再增加一些含碳量、含钒量及添加Co、Al等合金元素的新钢种,从而可提高它的耐热性和耐磨性。主要有以下几大类:① 高碳高速钢。高碳高速钢(如95W18Cr4V),常温和高温硬度较高,适于制造加工普通钢和铸铁、耐磨性要求较高的钻头、铰刀、丝锥和铣刀等或加工较硬材料的刀具,不宜承受大的冲击。② 高钒高速钢。典型牌号,如,W12Cr4V4Mo,含V提高到3%一5%,耐磨性好,适合切削对刀具破损极大的材料,如纤维、硬橡胶、塑料等,也可用于加工不锈钢、高强度钢和高温合金等材料。③ 钴高速钢。属含钴超硬高速钢,典型牌号,如,W2Mo9Cr4VCo8 ,有很高的硬度,其硬度可达69-70HRC,适合于加工高强度耐热钢、高温合金、钛合金等难加工材料,M42可磨削性好,适于制作精密复杂刀具,但不宜在冲击切削条件下工作。④ 铝高速钢。属含铝超硬高速钢,典型牌号,如,W6Mo5Cr4V2Al,6000C时的高温硬度也达到54HRC,切削性能相当于M42,适宜制造铣刀、钻头、铰刀、齿轮刀具、拉刀等,用于加工合金钢、不锈钢、高强度钢和高温合金等材料。⑤ 氮超硬高速钢。典型牌号,如,W12M03Cr4V3N,属含氮超硬高速钢,硬度、强度、韧性与M42相当,可作为含钴高速钢的替代品,用于低速切削难加工材料和低速高精加工。
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