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    刀具磨损以外的考虑因素
    总体刀具分析法是售出商品成本(Cost of Goods Sold, COGS)、快速换模法(Single-MinuteExchange of Die, SMED)、价值流管理(Value Stream Management, VSM)、整体设备效能(OverallEquipment Effectiveness, OEE)等研究方法的良好补充。刀具监控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。图三,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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    刀具寿命和磨钝标准有什么关系?
    刀具磨损到一定限度就不能继续使用。这个磨损限度称为磨钝标准。规定后刀面上均匀磨损区的高度VB值作为刀具的磨钝标准。理论磨损极限:一、判断磨损在生产实际中,经常卸下刀具来测量磨损量会影响生产的正常进行,因而不能直接以磨损量的大小,而是根据切削中发生的一些现象来判断刀具是否已经磨钝。例如:粗加工时,观察加工表面是否出现亮带,切屑的颜色和形状的变化,以及是否出现振动和不正常的声音等;精加工可观察加工表面粗糙度以及测量加工零件的形状与尺寸精度等,发现异常现象,就要及时换刀。二、国际标准在评定刀具材料切削性能和实验研究时,都以刀具后刀面的磨损量作为衡量刀具的磨钝标准。因为一般刀具的后刀面都发生磨损,而且测量也比较方便。因此,国际标准化ISO统一规定以1/2背吃刀量处后刀面上测量的磨损带宽度VB作为刀具磨钝标准,自动化生产中用的精加工刀具,常以沿工件径向的刀具磨损尺寸作为衡量刀具磨损的标准,称为刀具径向磨损量NB。三、刀具寿命的经验公式1.刀具的寿命—一把新刀(或重新刃磨过的刀具)从开始切削至磨损量达到磨钝标准为止所经历的实际切削时间,称为刀具的寿命,用T分钟表示。又称为刀具耐用度。2.刀具总寿命——从第一次投入使用直至完全报废时所经历的实际切削时间。? 重磨刀具总寿命 = T×N? 不重磨刀具总寿命 = T3.刀具寿命的经验公式对于某一切削加工,当工件、刀具材料和刀具几何形状选定之后,切削速度是影响刀具寿命的*主要因素。提高切削速度,刀具寿命就降低。这是由于切削速度对切削温度影响*大,因而对刀具磨损影响*大。
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    刀具与工件这样匹配
    切削刀具与加工对象的力学性能匹配问题主要是指刀具与工件材料的强度、韧性和硬度等力学性能参数要相匹配。具有不同力学性能的刀具材料所适合加工的工件材料有所不同。①刀具材料的硬度顺序为:金刚石刀具>立方氮化硼刀具>陶瓷刀具>硬质合金>高速钢。②刀具材料的抗弯强度顺序为:高速钢>硬质合金>陶瓷刀具>金刚石和立方氮化硼刀具。③刀具材料的韧度大小顺序为:高速钢>硬质合金>立方氮化硼、金刚石和陶瓷刀具。威尼人斯网址高硬度的工件材料,必须用更高硬度的刀具来加工,刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度,一般要求在60 HRC以上。刀具材料的硬度越高,其耐磨性就越好。如,硬质合金中含钴增多时,其强度和韧性增加,硬度降低,适合于粗加工;含钴量减少时,其硬度及耐磨性增加,适合于精加工。具有优良高温力学性能的刀具尤其适合于高速切削加工。陶瓷刀具优良的高温性能使其能够以高的速度进行切削,允许的切削速度可比硬质合金提高2—10倍。具有不同物理性能的刀具,如,高导热和低熔点的高速钢刀具、高熔点和低热胀的陶瓷刀具、高导热和低热胀的金刚石刀具等,所适合加工的工件材料有所不同。加工导热性差的工件时,应采用导热较好的刀具材料,以使切削热得以迅速传出而降低切削温度。金刚石由于导热系数及热扩散率高,切削热容易散出,不会产生很大的热变形,这对尺寸精度要求很高的精密加工刀具来说尤为重要。①各种刀具材料的耐热温度:金刚石刀具为700—8000 ℃、PCBN刀具为13000—15000 ℃、陶瓷刀具为1100—12000 ℃、TiC(N)基硬质合金为900—11000 ℃、WC基超细晶粒硬质合金为800—9000 ℃、HSS为600—7000 ℃。②各种刀具材料的导热系数顺序:PCD>PCBN>WC基硬质合金>TiC(N)基硬质合金>HSS>Si3N4基陶瓷>A1203基陶瓷。③各种刀具材料的热胀系数大小顺序:HSS>WC基硬质合金>TiC(N)>A1203基陶瓷>PCBN>Si3N4基陶瓷>PCD。④各种刀具材料的抗热震性大小顺序:HSS>WC基硬质合金>Si3N4基陶瓷>PCBN>PCD>TiC(N)基硬质合金>A1203基陶瓷。
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    PCD刀具的使用寿命
        pcd刀具具有高硬度、高耐热性、高效率、切屑刃锋利性和良好的热传导性、长寿命等优点,pcd刀具可以用来加工铂、金、银、铝、铝合金、铜合金、合成纤维、碳纤维、玻璃、塑料、复合材料等材料,所以应用广泛。    比如现在汽车行业的一些零配件使用的都是铝、铝合金材料,PCD铣刀可以满足汽车零部件加工对高速、高效、高精度、新材料和新形状的要求。   金刚石pcd刀具寿命是根据因为每家工厂的设备不一样,夹具刚性不一样,材料硬度不一样、技术不一样等特点,这些都会影响使用寿命,所以常无法回答具体的使用寿命,只能是个预估。 比如加工铝合金材料,其含硅量不一样,加工参数不一样,切削深度不一样,有时候操作人员不按照参数来,自然PCD刀具容易损坏。   总结:PCD刀具的寿命跟厂家的制造技术有关;跟铣削的材料有关;跟人员操作有关。   但是PCD刀具的寿命是普通刀具的几倍到十几倍之间,所以在加工某些材料上有很大的性价比。
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    切削加工中产生的热量,对刀具寿命有多大影响?
    工件材料的不同导热性以及其它加工因素,都会对热量的分布产生显著影响。当加工导热性较差的工件时,传入刀具的数控课程热量会增加。加工硬度较高的材料会比加工硬度较低的材料产生更多热量。在通常下,更高的切削速度会增加热量的产生,更高的进给量会加大切削刃中受高温影响的区域。影响切削区热量的因素:刀片和工件材料的导热性、切削速度和进给量。切削刃槽型温度水平和梯度在很大程度上决定了刀具磨损的类型和程度,以及相应的刀具寿命。在以铣削加工为主的断续切削工况中,刀具的啮合弧度、进给量、切削速度、切削刃槽型的选择对热量的产生、吸取和控制都有影响。01啮合弧度由于铣削过程的间歇性质,切削齿只在部分加工时间内产生热量。切削齿的切削时间百分比由铣刀的啮合弧决定,而啮合弧则受到径向切削深度和刀具直径的影响。不同铣削工艺的啮合弧也不同。在槽铣中,工件材料包围一半的刀具,啮合弧是刀具直径的 100%。切削刃一半的公众号:UG编程大本营加工时间都花在切削上,因此热量迅速积聚。在侧铣中,相对较小的刀具部分与工件啮合,切削刃有更多的机会向空气中散热。02切削速度为了保持切削区内的切屑厚度和温度与刀具在满刀切削时的值相等,刀具供应商制定了补偿系数,用于在刀具啮合量百分比减小时增加切削速度。从热负荷角度来看,啮合弧小,切削时间可能不足以产生*大刀具寿命所需的*低温度。增加切削速度通常会产生更多的热量,将小啮合弧与更高的切削速度相结合有助于将切削温度提升至所需的水平。更高的切削速度会缩短切削刃与切屑接触的时间,从而减少传入刀具的热量。总体而言,更高的切削速度会减少加工时间并提高生产率。另一方面,更低的切削速度会降低加工温度。加工中产生的热量过多,降低切削速度可将温度降至可接受的水平。03切削厚度切屑厚度会对热量和刀具寿命产生极大的影响。切屑厚度过大,造成的重负荷会产生过多的热量和切屑,甚至导致切削刃断裂。切屑厚度过小,切削过程只在切削刃的较小部分上进行,而增加的摩擦和热量会导致迅速的磨损。
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