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    刀具机械加工方式
    车削钛合金产品车削,易获得较好的表面粗糙度,加工硬化不严重,但切削温度高,刀具破损快。针对这些特点,主要在刀具、切削参数方面采取以下措施:刀具材料:根据工厂现有条件选用YG6,YG8,YG10HT。刀具几何参数:合适的刀具前后角、刀尖磨圆。较低的切削速度,适中的进给量,较深的切削深度,充分冷却,车外圆时刀尖不能高于工件中心,否则容易扎刀,精车及车削薄壁件时,刀具主偏角要大,一般为75~90度。铣削钛合金产品铣削比车削困难,因为铣削是断续切削,并且切屑易与刀刃发生粘结,当粘屑的刀齿再次切入工件时,粘屑被碰掉并带走一小块刀具材料,形成崩刃,极大地降低了刀具的耐用度。铣削方式:一般采用顺铣。刀具材料:高速钢M42。一般合金钢的加工均不采用顺铣,因机床丝杠、螺母间隙的影响,顺铣时,铣刀作用在工件上,在进给方向上的分力与进给方向相同,易使工件台产生间隙性窜动,造成打刀。对顺铣而言,刀齿开始切入就碰到硬皮而导致刀具破损。但由于逆铣切屑是由薄到厚,在*初切入时刀具易与工件发生干摩擦,加重刀具的粘屑和崩刃。为使钛合金顺利铣削,还应注意相对于通用标准铣刀,前角应减小,后角应加大。铣削速度宜低,尽量采用尖齿铣刀,避免使用铲齿铣刀。攻丝钛合金产品攻丝,因为切屑细小,易与刀刃及工件粘结,造成加工表面粗糙度值大,扭矩大。攻丝时丝锥选用不当及操作不当极易造成加工硬化,加工效率极低并时有丝锥折断现象。需优先选用一丝到位的跳牙丝锥,齿数应较标准丝锥少,一般为2~3齿。切削锥角宜大,锥度部分一般为3~4扣螺纹长度。为便于排屑,还可在切削锥部分磨出负倾角。尽量选用短丝锥以增加丝锥刚性。丝锥的倒锥部分应较标准的适当加大,以减少丝锥与工件的摩擦。铰削钛合金铰削时刀具磨损不严重,使用硬质合金和高速钢铰刀均可。使用硬质合金铰刀时,要采取类似钻削的工艺系统刚度,防止铰刀崩刃。钛合金铰孔时出现的主要问题是铰孔光洁度不好,必须用油石修窄铰刀刃带宽度,以免刃带与孔壁粘结,但要保证足够的强度,一般刃宽在0.1~0.15mm为好。切削刃与校准部分转接处应为光滑圆弧,磨损后要及时修磨,并要求各齿圆弧大小一致;必要时可加大校准部分倒锥。钻削钛合金钻削比较困难,常在加工过程中出现烧刀和断钻现象。这主要是由于钻头刃磨不良、排屑不及时、冷却不佳以及工艺系统刚性差等几方面原因造成的。因此,在钛合金钻削加工中须注意合理的钻头刃磨,大顶角、减少外缘前角、增大外缘后角,倒锥加至标准钻头的2~3倍。勤退刀并及时清除切屑,注意切屑的形状和颜色。如钻削过程中切屑出现羽状或颜色变化时,表明钻头已钝,应及时换刀刃磨。钻模应固定在工作台上,钻模引导刀面宜贴近加工表面,尽量使用短钻头。还有一个值得注意的问题是当采取手动进给时,钻头应在孔中不进不退,否则钻刃摩擦加工表面,造成加工硬化,使钻头变钝。磨削磨削钛合金零件常见的问题是粘屑造成砂轮堵塞以及零件表面烧伤。其原因是钛合金的导热性差,使磨削区产生高温,从而使钛合金与磨料发生粘结、扩散以及强烈的化学反应。粘屑和砂轮堵塞导致磨削比显著下降,扩散和化学反应的结果,使工件被磨表面烧伤,导致零件疲劳强度降低,这在磨削钛合金铸件时更为明显。
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    生产线刀具寿命控制方法
    生产线在运行过程中,要求实时跟踪刀具的使用状况,方便快捷地反映零件的加工状态,通过同行业内的调研考察,可按以下几个方面控制生产线的刀具寿命。(1)刀具寿命全过程控制依据生产线加工的特点和现有设备的基本功能,采用系统自带的刀具预测功能,对所有的刀具进行寿命监控。首先将刀具的预测寿命值输入到刀具监控功能中相应的位置,刀具会在使用过程中实时跟踪,与输入的刀具寿命值进行比对,当刀具使用寿命与刀具预测寿命的差值达到临界点时,机床刀具寿命控制功能就会出现预警提示,提示操作人员及时更换刀具。(2)刀具磨损控制方法刀具磨损主要影响零件的加工尺寸和表面加工质量,对于生产线而言,线内零件连续加工,无人干预。为防止刀具出现磨损,造成成批性质量问题,一般采用在线测量技术,对所加工零件的精密尺寸进行检测,在线将测量的尺寸反馈给中控系统,中控系统根据实测值与零件加工的尺寸公差进行比对,如果出现不合格信息,中控系统会出现报警,终止加工。操作人员会根据中控系统的预警信息及时更换刀具,采用此种方法监控刀具磨损虽然有一定的延时性,但对于使用频次低的刀具而言,能达到控制零件,保证生产线正常运行的目的,因此该方法适宜控制生产线在运行过程中出现的刀具磨损现象。(3)刀具破损控制方法刀具破损会对零件的加工质量产生较大的隐患,如果不能及时发现,会直接影响整个孔系的加工,甚至会影响其他刀具的正常使用。因此,在生产线运行过程中,刀具破损是大家监控的重点。
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    刀具刃口这样解决准没错
    崩刃在没有经过专业培训的人员看来类似于后刀面磨损,实际上,正常的后刀面磨损具有非常细微光滑的磨损形态,而在因崩刃而形成的倒棱上有锯齿状,凹凸不平的表面,如果未能及时发现崩刃,就会出现切深处破损。在多数情况下,更换使用韧性更好的材质,或是不同刃口处理方式的刀片,如大倒圆或T型倒棱,或是将90°(0°)槽型刀具更换为主偏角槽型刀具,将会解决这个问题。切深处破损在刀片的前刀面和后刀面切深线处出现崩刃或局部磨耗时显现。工件材料的加工条件主要会导致缺口的出现,因材料加工条件而导致的切深处破损包括:带鳞刺的磨损性工件材料。热裂纹这些裂纹的行程方向与刀片的切削刃的方向垂直,是因铣削过程中出现的温度急剧变化而导致的,在铣刀的转动过程中,刀片在进入切削部位开始切削时会导致温度的快速升高,切屑厚度的变化也会导致切削过程中的温度变化,在刀片离开切削部位时,压缩空气或冷却液会快速冷却刀片,然后刀片再次进入切削部位开始切削。温度的急剧变化会在刀片上产生热应力,并导致热裂纹的出现,对于非专业人员而言,可能会将热裂纹误以为是崩刃。积削瘤在这种工况条件下,工件材料会粘附于刀片的上表面,硬化的粘附材料会不时地脱落,在切削刃部位形成不规则的凹陷。这将对工件和刀片造成损坏,因为积屑瘤的形成,还会导致切削力的增加。月牙洼磨损在刀片的前刀面上会形成相对光滑,规则的凹陷,月牙洼磨损以两种方式出现:1. 粘附于刀片上表面的工件材料会出现脱落,并导致刀片上表面细小碎片的一同脱落。2. 在切屑流过刀片上表面时,摩擦产生的热量会逐渐聚积升高并形成积屑瘤,*终积屑瘤会松动脱落并从刀片上带下细小碎片,直至月牙洼形成。后刀面磨损均匀的后刀具破损是一种理想的状态,因为可以帮助对刀片的失效进行预判,过渡的后刀面磨损会导致切削力的增大,并造成表面精度差的后果,如果磨损速度过快或无法预判,检查重点为切削速度、进给率、材质、以及刀片/刀具槽型。
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    如何提前知道的刀具磨损?
    从刀具本身到外部因素(如冷却液、机器维护和材料硬度),许多因素都会导致刀具破损。虽然达到100%的重复性是不现实的,但关键是尽可能多地保持每个工作和部分之间的因素相同。建立可重复性可以更容易地防止会损坏工件和工具的灾难性故障,即使在工具完全磨损之前,这比提前取出工具要昂贵得多。因此,成本节约是一致工具寿命的*大好处之一。*好提前更换刀具,而不是将其推到*大寿命,并可能损坏刀具部件或机器部件,从而导致更多的设置时间和更多的机器停机时间。正确的冷却液维护和过滤从细菌和机器润滑剂到酸性和切削碎屑,冷却液污染物会阻碍冷却液为刀具材料和切削刃提供的保护层。无论是使用折射计来评估浓度水平,还是使用水测试条来测量pH值水平,维护冷却剂总是比更换整个系统更便宜,或者有损坏刀具的风险。进行预防性维护为了实现相同的刀具寿命,有必要对机床部件和夹具进行预防性维护。由于输出部件磨损而产生的振动和刚性不足可能会对车间在车间中遇到的新刀具造成损害。总的来说,安排对设备进行维护和保养以降低刀具成本和机床停机时间非常重要。从一致的供应商处采购材料虽然由于供应链问题,很难从同一供应商购买材料,但重要的是尝试从同一个供应商购买,因为材料的差异导致刀具的工作方式不同。当从不同供应商采购时,重要的是监控收到的检验报告(MTR),以确保化学成分具有可比性(这里是说材料成份),并对程序进行必要的更改,以延长刀具寿命。重点放在刀杆上通用用途的加工,刀杆通常不是导致刀具寿命减少的主要因素。然而,为了在更高的主轴速度下获得一致的结果,需要有一个动平衡性良好的刀杆,并确保刀具以*小的跳动进行组装,以产生良好的结果。刀具的清洁以也是刀具保持部件的重要方面,使用后的刀具会有附带切削液,可能会对刀具测量产生误差,并可能导致故障或者测量不一致的结果。
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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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