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    刀具磨损在切削过程中逐渐磨损
    刀具磨损在切削过程中逐渐磨损,随着磨损量的增大,引起切削力增大,切削温度上升,切屑颜色改变,噪声增大,工件表面质量下降等现象,对切削十分不利,因此有必要研究其产生原因及变化规律。刀具的磨损原因(1)磨粒磨损9实质是硬粒与刀具材料的硬度差所造成的机械擦伤,也称机械擦伤磨损。(2)相变磨损由于切削温度升高,刀具材料的金相组织转变,致使硬度和耐磨性下降所造成的刀具磨损。(3)黏结磨损9切削时,切屑与前面、工件与后面在较大的压力和适当的切削温度的作用下,会产生材料分子之间的吸附作用,使刀具表面局部强度较低的微粒被切屑或工件黏结带走造成的刀具磨损。也称为冷焊磨损。(4)扩散磨损在高温切削时,具与工件之间的合金元素9相互扩散置换,改变了材料原来的成分与结构,使刀具材料的物理、力学性能降低,从而加剧刀具的磨损。(5)氧化磨损氧化磨损是硬质合金9中的碳化物和黏结剂氧化后造成的。
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    刀具破损的表现
    刀具破损的表现切削刃微崩当工件材料组织、硬度、余量不均匀,前角偏大导致切削刃强度偏低,工艺系统刚性不足产生振动,或进行断续切削,刃磨质量欠佳时,切削刃容易发生微崩,即刃区出现微小的崩落、缺口或剥落。出现这种情况后,刀具将失去一部分切削能力,但还能继续工作。继续切削中,刃区损坏部分可能迅速扩大,导致更大的破损刀具承受交变的机械载荷和热负荷时,切削部分表面因反复热胀冷缩,不可避免的产生交变的热应力,从而使刀片发生疲劳而开裂。例如,硬质合金铣刀进行高速铣削时,刀齿不断受到周期性地冲击和交变热应力,而在前刀面产生梳状裂纹。有些刀具虽然并没有明显的交变载荷与交变应力,但因表层、里层温度不一致,也将产生热应力,加上刀具材料内部不可避免地存在缺陷,故刀片也可能产生裂纹。裂纹形成后刀具有时还能继续工作一段时间,有时裂纹迅速扩展导致刀片折断或刀面严重剥落。这种破损方式常在比造成切削刃微崩更为恶劣的切削条件下产生,或者是微崩的进一步的发展。崩碎的尺寸和范围都比微崩大,使刀具完全丧失切削能力,而不得不终止工作。刀尖崩碎的情况常称为掉尖。
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    刀具修磨标准
    由于刀具应用的复杂性,专业修磨中心必须根据被修磨刀具的失效形式及时修整修磨方案,并跟踪刀具的使用效果。是否拥有一套好的刀具修磨标准是衡量一个修磨中心是否专业的标准。修磨标准里,一般规定了不同刀具在切削不同材料时其切削刃的技术参数,包括刃倾角、顶角、前角、后角、倒刃、倒棱等等参数(在硬质合金钻头中,使刀刃钝化的工序叫“倒刃”,倒刃的宽度与被切削材料有关,一般在0.03-0.25mm之间。在棱边上(刀尖点)倒角的工序叫“倒棱”。每个专业企业都有自己多年总结而得的修磨标准。HM钻头与HSS钻头的区别:HSS钻头:顶角一般是118度,有时大于130度;刀刃锋利;对精度(刃高差、对称度、周向跳动)要求相对低。横刃有多种修法。HM钻头:顶角一般为140度;直槽钻常常为130度,三刃钻一般为150度。刀刃和刀尖(棱边上)不锋利,往往被钝化,或称倒刃和倒棱;对精度要求高。横刃常被修成S-形,以利于断屑。后角:刀刃的后角对刀具而言十分重要。后角太大,刃虚易蹦、易“扎刀”;后角太小,则摩擦太大、切削不利。刀具破损的后角随被切削材料和刀具种类、刀具直径的不同而不同。一般而言,后角随刀具直径的变大而减小。另外,被切削材料硬,则后角小些,否则,后角大些。
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    刀具磨损监控系统解决方案
    随着时代的发展,科技的进步,企业对生产的优化,自动加工设备的广泛运用使得自动批量加工模式越来越普及。但在切削加工过程中由于刀具磨损状态的不可控性,便容易引起不良或是批量废品的异常现象。因此客户往往采用固定加工次数换刀来避免此类状况,却任需在加工过程中定时多次检查刀具状态以及工件各尺寸的要求。  刀具磨损监控系统能够实时记录刀具/砂轮加工过程中的信号变化,据此确定*优化的换刀时间,提醒操作人员进行换刀,同时也可用于评价刀具性能。1,生产过程中为保证加工工件质量,通常选择保守使用刀具,无法*大化的利用刀具。刀具磨损监控系统通过刀具加工工件所产生的信号变化,来判断当前刀具状态,提高刀具寿命、节省成本。2,通过设置刀具的磨损极限,实时监测刀具的磨损状态,当刀具的磨损到达极限时,及时给出换刀信号,避免因为刀具提前失效而导致的零件批量性缺陷。3,通过刀具磨损监控系统采集到的实时加工数据进行对比分析,可以评价刀具的性能。通过实时检测判断刀具磨损的情况,及时更换磨损的刀具,避免加工材料的损耗,时间的流失以及设备的损坏等,因刀具磨损产生的加工质量下降的问题。
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    ?刀具磨损原因
    刀具磨损原因主要有以下几种:1、硬质点磨损,因为材料中含有一些碳化物、氮化物、积屑瘤残留物等质点杂质。  2、粘结磨损,加工过程中,切屑与刀具接触面在一定的温度与压力下,产生塑性变形而发生冷焊现象,刀具表面粘结点被切屑带走而发生的磨损。  3、扩散磨损,由于切削时高温作用,刀具与工件材料中的合金元素相互扩散,而造成刀具磨损。   4、氧化磨损,硬质合金刀具切削温度达到700-800℃时,刀具中一些碳、钴、碳化钛等被空气氧化,在刀具表层形成一层硬度较低的氧化膜,当氧化膜磨损掉后在刀具表面造成的磨损。  5、相变磨损,在切削的高温下,刀具金相组织发生改变,从而引起硬度降低造成的磨损。刀具在断续切削条件下,由于强烈的机械与热冲击,超过刀具材料强度,将引起刀具破损。在机械载荷作用下,降低了刀具材料疲劳强度,容易引起机械裂纹而破损。  影响刀具寿命的因素较多,主要归纳为5个方面:工件材料、刀具材料及其几何参数、切削用量、刀具的刃磨质量、切削液冷却。切削速度对切削温度影响*大,因而切削速度对刀具寿命的影响*大。在制定切削用量时,需确定具体切削工序的切削深度、进给量、切削速度及刀具寿命。需综合考虑生产率、加工质量和加工成本。切削深度的选择,进给量的选择,切削速度的选择需科学合理。  从介质方面考虑,切削液选择也需多方面考量,重点关注切削液的润滑性能、冷却性能。通常在粗加工过程中,切削量大,易出现刀具磨损严重,现场烟雾较多问题。可以通过调整切削液浓度或使用冷却性能优异的切削液。加工过程中出现崩刀,重点核查刀具材质、强度等几何参数是否满足要求。
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