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    车刀的主要几何角度及选择
    1)前角(γ0 ) 选择的原则前角的大小主要解决刀头的坚固性与锋利性的矛盾。因此首先要根据加工材料的硬度来选择前角。加工材料的硬度高,前角取小值,反之取大值。其次要根据加工性质来考虑前角的大小,粗加工时前角要取小值,精加工时前角应取大值。前角一般在-5°~ 25°选取。通常,制作车刀时并没有预先制出前角(γ0),而是靠在车刀上刃磨出排屑槽来获得前角的。排屑槽也叫断屑槽,它的作用是折断切屑,不产生缠绕;控制切屑的流出方向,保持已加工表面的精度;降低切削抗力,延长刀具寿命。 2)后角(α0 )选择的原则首先考虑加工性质。精加工时,后角取大值,粗加工时,后角取小值。其次考虑加工材料的硬度,加工材料硬度高,主后角取小值,以增强刀头的坚固性;反之,后角应取小值。后角不能为零度或负值,一般在6°~12°选取。3)主偏角(Kr )的选用原则首先考虑车床、夹具和刀具组成的车削   工艺系统的刚性,如系统刚性好,主偏角应取小值,这样有利于提高车刀使用寿命、改善散热条件及表面粗造度。其次要考虑加工工件的几何形状,当加工台阶时,主偏角应取90°,加工中间切入的工件,主偏角一般取60 °。主偏角一般在30°~ 90°,*常用的是45°、75 °、90 °。4)副偏角(Kr’)的选择原则首先考虑车刀、工件和夹具有足够的刚性,才能减小副偏角;反之,应取大值;其次,考虑加工性质,精加工时,副偏角可取10°~15°,粗加工时,副偏角可取5°左右。5)刃倾角(λS)的选择原则主要看加工性质,粗加工时,工件对车刀冲击大, 取λS≤ 0°,精加工时,工件对车刀冲击力小, 取λS≥ 0°;通常取λS=0°。刃倾角一般在-10°~5°选取。
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    如何估算数控加工中心的刀具寿命?
    1)对于失效极限的确定,也就是说,刀具使用到什么情况下不能用了。除了崩刃、破裂等极端状况。主要是指磨损,特别是精加工时,一般认为精加工刀片后刀面磨损0.2毫米以内是正常的。但是如果是定径刀具,后刀面磨损会造成工件直径变化,一旦出现径向尺寸变化达到危险情况就要换刀了。又如,对表面粗糙度有特殊要求,刀具略有磨损,表面粗糙度略有下降即不能满足要求时,也必须换刀。估算时就必须按一定比例酌情降低估算值。如果径向尺寸有调整或可补偿的时候、表面粗糙度要求比较低的加工,则可按比例提高估算值。2)切削速度对刀具的磨损有相当大的影响,一般的来说,线速度越快,刀具寿命越短,但是线速度太低的话,一方面影响加工效率,同时也不一定对刀具寿命有利,所以切削速度的选择,必须参考刀具制造厂提供的切削参数,再结合现场情况确定一个*合理的速度。3)被加工工件的材料,对刀具寿命也有相当大的影响。看似相同的材料,内部所含材料成分比例略有不同,可能切削性能就有很大的区别。即使完全相同的材料,如部件结构不同、成型方法不同、热处理设备或工艺不同、前道工序加工刀具不同,都会造成刀具寿命有显著差别。如不锈钢件加工,如前道工序粗加工的刀具不锋利,在工件表面因冷作硬化效应,形成一层硬化层,致使后道工序的精加工刀具急剧磨损,对精加工刀具寿命造成严重的影响。4)合理、准确使用切削液,能明显提高刀具寿命。首先切削液必须准确、干净、充分、有效。不同的刀具材料、不同的工件、不同的加工形式,应该根据目的要求,如粗加工时的冷却、精加工时的润滑,加注不同的切削液。5)地基、机床、夹具、工件、刀具等所有一切,构成一个系统,整个系统的刚性对刀具寿命的影响,也非常大。因为微小的震动使刀具和工件产生非正常微距位移,而使刀具无谓的增加了无效摩擦,*后导致刀具磨损,刀具寿命迅速下降。提高系统刚性是提高刀具寿命的重要措施和手段,但是要有效提高系统刚性,必须不断地进行细致而又复杂的调查、分析、研究工作。很多人认为要改变某个局部的结构要花费很大的经济成本,其实不然,一次性的人力物力投入,换来的可能是几年,甚至十几年长期的耗材成本的降低。
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    机床铣刀寿命预测
    在机械加工时,刀具破损会降低零件尺寸精度和表面完整性,当刀具磨损严重时,甚至会引起刀具破损,造成工件报废和损坏机床。因此刀具磨损监测和剩余寿命预测对于保证加工质量、提高生产效率具有重要意义。利用激光非接触测振手段,获取监测信号,从中提取时域、频域和时频域特征,从而进行数据分析,判断刀具磨损程度,作为刀具能否继续使用的数据支撑。连接好单点激光测振仪硬件,将激光打到被测物体表面(高温),根据现场要求调整测量距离,调整激光焦距和方向,开始测试;测量点为旋转刀具的刀柄,故所测得数据为轴的安装偏心引起的振动的和铣削振动合成量,轴转速为6000r/min,故在频谱上可见100Hz主频;是某刀具运行铣削初期的时域及频域图,主频为100Hz,其他倍频次之(幅值相对较小),分析因为铣刀在铣削初期,基本没有发生磨损,所以主频为转频,如下图;更换同一型号,另外一个刀具样品进行测试,发现主频由100Hz变为800Hz,分析该刀具出现了8倍转速通过频率,该频率可能为刀刃开刃产生的刀片通过频率。同时对应的铣削加工质量也变差,为到头处刀刃的加工质量,已出现材料的挤压和拉伸变形,为正常刀的加工质量,图中切削痕迹明显易见分析刀具样品二主频800Hz原因为:铣刀为四刃刀,当出现先磨损和缺角时,将变为8刃刀,在6000r/min刀的工作主频为800Hz刀片通过频率,工作转频100Hz次之。
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    如何正确认识数控加工的刀具寿命
    在数控加工中,刀具寿命是指从刀尖切削工件到刀尖报废的时间或从工件表面的实际长度算起的时间。刀尖加工时间是刀具企业计算刀具寿命的一个关键评价指标。典型刀具的使用寿命是每片刀片连续加工15到20分钟。刀具寿命是企业在比较理想的条件下测量出来的。根据不同的加工深度和不同的工件材料进给量,每片刀片连续加工15-20分钟,计算出相应的线速度与进给量的关系,形成相应的切削参数表。因此,每个企业的切割数据表也不同。1、刀具寿命会提高吗?刀具寿命15~20分钟,刀具寿命能否进一步提高?显然,您可以轻松地提高工具的使用寿命,但前提是要以生产线速度为代价。线速度越低,刀具寿命增加越明显(但线速度越低,加工时的振动会降低刀具寿命)。2、提高刀具寿命有实际意义吗?刀具成本与工件加工成本的比值很小。当线速度降低时,即使刀具寿命增加,刀具加工的工件数量也不一定增加,但加工产品的加工成本增加。应理解为尽可能多地增加工件,同时确保尽可能长的刀具寿命。
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    通过刀具管理系统可以满足下列需求
    (1) 库房管理方面需求。①刀具出入库:什么人借的什么刀、数量及借出归还日期等。②刀具查找:根据刀具类别、规格及位置等快速查找所需要刀具。③刀具组装:是否有需要重新组装刀具,如果组装,是否有相应的构件。(2)工艺准备方面需求。①刀具并行准备:根据工艺人员提供的生产用刀具清单,工具员“按需”准时备刀。②真实刀具查询:刀具破损工艺人员编制加工工艺规程和加工程序时,能及时查询库存刀具,及时了解是否有合适的刀具,数量是多少。③切削专家库:每个刀具建立优化过的切削参数库,能够让工艺人员借鉴刀具*优参数。(3)管理方面需求。①借出刀具管理:可随时查看每个工人借刀种类及数量、每台机床正在用刀种类及数量、逾期未还刀具提示等。②库存刀具分析:包括刀具库存、成本、预警、积压及报损等各类分析,确保库存*优。③流程审批:包括采购、报损等各类流程审批管理。④权限管理:不同人员具有不同权限,实现精确管理,并且每次操作都有日志,便于追溯管理。
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