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    刀具常用涂层材料及性质
      常用涂层材料  常用涂层材料有碳化物、氮化物、碳氮化物、氧化物、硼化物、硅化物、金刚石及复合涂层八大类数十个品种。根据化学键特征,可将这些涂层材料分成金属键型、共价键型离子键型。  涂层材料性质  金属键型涂层材料(如TiB、TiC、TiN、VC、WC等)熔点高、脆性低、界面结合强度高、交互作用趋势强、多层匹配性好,具有良好综合性能,*普通涂层材料。      共价键型涂层材料(如BC、SiC、BN、金刚石等)硬度高、热胀系数低、与基体界面结合强度差、稳定性多层匹配性差。而离子键型材料化学稳定性好、脆性大、热胀系数大、熔点较低、硬度不太高。这些涂层材料,用*多TiC、TiN、AlO、金刚石以及复合涂层。  TiC耐磨性好,能有效地提高刀具抗月牙洼刀具磨损能力,适合于低速切削及磨损严重场合;TiN涂层具有低摩擦系数,润滑性能好,能减少切削热切削力,适合于产生融合磨损切削;AlO高温耐磨性、耐热性抗氧化能力比TiCTiN好,月牙洼磨损率低,适合于高速、大切削热切削;金刚石涂层硬度热导性高,摩擦系数很低,适合于有色金属合金高速切削;而复合涂层综合几种涂层材料特点,目前以双涂层三涂层组合居多。
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    陶瓷刀具材料的种类、性能和特点及刀具应用
    陶瓷刀具具有硬度高、耐磨性能好、耐热性和化学稳定性优良等特点,且不易与金属产生粘接。陶瓷刀具在数控加工中占有十分重要的地位,陶瓷刀具已成为高速切削及难加工材料加工的主要刀具之一。陶瓷刀具广泛应用于高速切削、干切削、硬切削以及难加工材料的切削加工。陶瓷刀具可以高效加工传统刀具根本不能加工的高硬材料,实现“以车代磨”;陶瓷刀具的*佳切削速度可以比硬质合金刀具高2~lO倍,从而大大提高了切削加工生产效率;陶瓷刀具材料使用的主要原料是地壳中*丰富的元素,因此,陶瓷刀具的推广应用对提高生产率、降低加工成本、节省战略性贵重金属具有十分重要的意义,也将极大促进切削技术的进步。⑴ 陶瓷刀具材料的种类陶瓷刀具材料种类一般可分为氧化铝基陶瓷、氮化硅基陶瓷、复合氮化硅一氧化铝基陶瓷三大类。其中以氧化铝基和氮化硅基陶瓷刀具材料应用*为广泛。氮化硅基陶瓷的性能更优越于氧化铝基陶瓷。⑵ 陶瓷刀具的性能、特点① 硬度高、耐磨性能好:陶瓷刀具的硬度虽然不及PCD和PCBN高,但大大高于硬质合金和高速钢刀具,达到93-95HRA。陶瓷刀具可以加工传统刀具难以加工的高硬材料,适合于高速切削和硬切削。② 耐高温、耐热性好:陶瓷刀具在1200℃以上的高温下仍能进行切削。陶瓷刀具具有很好的高温力学性能, A12O3陶瓷刀具的抗氧化性能特别好,切削刃即使处于赤热状态,也能连续使用。因此,陶瓷刀具可以实现干切削,从而可省去切削液。③ 化学稳定性好:陶瓷刀具不易与金属产生粘接,且耐腐蚀、化学稳定性好,可减小刀具的粘接磨损。④ 摩擦系数低:陶瓷刀具与金属的亲合力小,摩擦系数低,可降低切削力和切削温度。⑶ 陶瓷刀具有应用陶瓷是主要用于高速精加工和半精加工的刀具材料之一。刀具破损适用于切削加工各种铸铁(灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、冷硬铸铁、高合金耐磨铸铁)和钢材(碳素结构钢、合金结构钢、高强度钢、高锰钢、淬火钢等),也可用来切削铜合金、石墨、工程塑料和复合材料。
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    刀具磨损计算模型
    外界硬颗粒或者对磨表面上的硬突起物或粗糙峰在摩擦过程中引起表面材料脱落的现象,称为磨粒磨损。磨损提出了简易的磨粒磨损预测模型并推导计算。该模型符合以下假设:①磨粒磨损模型定量分析方法符合微观切削机理;②刀具材料的受压屈服强度不随时间变化:③磨粒为形状相同的圆锥体。若被磨材料的受压屈服极限为σs假设有B个圆锥体,圆锥体中心半角为β磨粒压入金属位置为h,载荷为W.投影面积为A,滑动距离为s,则W可表示为圆锥体单位滑动距离表面产生的磨粒磨损量Qabr,可表示为引入磨粒磨损系数k1,k1=K/tan(3),其中K为概率数,则式(2)可以改写为k1对刀具破损预测影响较大,该系数的取值与磨粒磨损的类型、尺寸和材料特性等因素有关。文献[17]中给出了一些学者通过试验得到的k1。提出刀具的磨粒磨损属于三体磨损,磨粒尺寸约为80μmn,本文计算选取磨粒磨损系数为4×10-3黏着磨损计算模型当摩擦副相对滑动时,由于黏着效应所形成结点发生剪切断裂,被剪切的材料或脱落成磨屑,或由一个表面迁移到另一个表面,此类磨损称为黏着磨损,又称咬合磨损。黏着磨损计算模型假设刀具材料的受压屈服强度不随时间变化;摩擦副之间的黏着结点作用面为以α为半径的圆,则每个黏着结点作用面的接触面积为πα2,W由若干个半径为α的相同微凸体承受,则当摩擦副产生相对滑动,且滑动时每个微凸体上产生的磨屑为半球形。因此,考虑到并非所有的黏着点都形成半球形的磨屑,引入黏着磨损常数k2,且k2≤1,则黏着磨损量Qadh可K2按不同的滑动材料组合和不同的摩擦条件在10-7~10-2波动。出刀具破岩的黏着磨损系数为3.09×10-6 疲劳磨损模型计算滚刀破岩主要是刀具挤压破碎岩体的过程。随着刀盘的旋转,滚刀一方面会随着刀盘旋转,另一方面绕自身中心轴自转。因此岩体针对滚刀上的点形成循环荷载作用,而疲劳磨损产生的*根本原因也是被磨材料承受的循环应力作用。
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    刀具聚丙烯挤压造粒中存在问题
    聚丙烯挤压造粒质量不稳定聚丙烯挤压造粒过程受到较多因素的影响,导致聚丙烯挤压造粒质量不稳定,其中外部环境、温度等是重要影响因素,温度忽高忽低、外界环境较为复杂都会直接影响聚丙烯内部结构,造成聚丙烯内部结构不稳定,*终影响聚丙烯成品的质量。通过对实践经验的总结,模板热度分布不均匀、表面较为粗糙是导致挤压造粒过程中颗粒波动的重要因素。挤压造粒刀具方面问题挤压造粒刀具是主要设备,为了满足聚丙烯生产的需要,有很多种不同的刀型。不同类型的刀具具有不同的使用寿命,刀具的性能受到多种因素的影响,例如:挤压造粒的环境、温度等,容易引起刀具磨损较为严重,严重降低刀具使用寿命的问题。刀具破损较快主要由两方面的因素导致:刀具与模板之间的间距过大过小,模板温度分布不均。刀具与模板间距一旦没有控制在合理范围之内,不仅增加了刀具的磨损,更降低了刀具工作的效率,导致聚丙烯成品质量下降;模板温度分布不均,不能为刀具提供良好的施工条件,与刀具之间配合程度较差,造成刀具的严重磨损。所以,为了避免刀具磨损过快、严重的问题出现,操作人员应注意刀具的维护与模板的定期检查与维护,将刀具与模板之间的间距控制在合理范围之内,确保模板整体温度均匀分布,对模板情况、刀具的性能进行实时动态的监督,能够及时发现问题,及时解决,确保聚丙烯成品质量,避免造成企业经济损失。
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    防范刀具损坏,注意这5个事项
    雕刻材料与刀具是否吻合雕刻材料与刀具是否吻合。雕刻刀具的选用需要与雕刻材料符合,当雕刻材料太硬,就不能选用太软的刀具雕刻。解决办法:当雕刻刀具与雕刻材料不符合时,应马上更换刀具。雕刻深度与速度的问题 雕刻深度与速度的问题。这是上个原因的延伸。很多硬质材料雕刻时,由于存在雕刻深度与速度的加成,很多刀具其实是承受不到这个力度的。解决办法:放慢速度,分层雕刻,逐层下刀,这样就尽可能的避免了断刀的问题。刀具安装是否准确刀具安装是否准确。在没有完全学会安装刀具的时候,就开始操作设备,这样会导致雕刻刀具安装不正确。刀具安装方式不正确,不垂直,这样会导致断刀。解决方法:电话沟通厂家技术人员,或自学刀具安装。刀具的夹口是否干净刀具破损还需要判断安装雕刻刀具的夹口是否干净,有没有存在损坏。夹口出问题,也会出现雕刻刀具安装不准确,不垂直的情况出现。在安装刀具之前一定要先检查是否正常。刀具使用环境相关因素*后就是雕刻刀具周边环境的相关因素,检查周围是否有震源,提供的电压是否稳定。控制系统相关的因素路径是否进行顺畅,有没有选择优先模式,它会直接影响到机床的启动速度,启动速度越高就越容易产生震动,这样就容易导致断刀。
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