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    数控加工中如何选择刀具才能让刀具寿命*大化?
    一般数控刀片选择的原则就是根据工件材料,选择合适的刀片材质和槽型!这是一般刀片选择的常用方法!想如何让刀具寿命*大化,如何将刀具的磨损降低*低,从金属切削原理可知,切削温度是影响刀具磨损的*关键的一个因素!也可以理解为高温会加速分子原子的运动,但是切削温度你是很难界定的,所以通常以刀具的后刀面磨损量VB来进行描述,如下图所示!此外刀具磨损还有月牙洼、塑性变形、涂层剥落等现象。针对以上这些刀具磨损,通常的解决措施之一就是降低切削速度,为什么呢?大家可以看下面的这个公式,采用YT5刀具切削时,T为刀具寿命或耐用度!C为系数其中:切削速度对T的影响是*大的,其次是进给和背吃刀量!我的观点就是选择合理的切削速度!*大化的提高刀具的切削时间或寿命。
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    怎样能减少刀具的磨损?
    在金属切削过程中产生声发射信号的来源有:工件的断裂,工件与刀具的摩擦,刀具的破损及工件的塑性变形等。因此,在切削过程中产生频率范围很宽的声发射信号,从几十千赫至几兆赫不等。刀具磨损是切削加工中基本的问题之一。声发射技术应用再刀具状态监测,可以帮助大家在数控加工中延长刀具寿命,杜绝刀具磨损导致的工件损伤。刀具磨损类型主要有以下几点:1)前刀面磨损;2)边界磨损;3)边界磨损;4)后刀面磨损;5)边界磨损;6)主切削刃;7)月牙洼磨损;监测系统示意图刀具状态监测系统优点:·在线----声波(声发射)采集器安装在被监测诊断的对象上,实现全时段全天候状态监测故障诊断。智能----自动给出监测诊断结果,不需要人工分析处理数据,不需要人工操作,数据采集分析报告展示整个监测诊断全过程自动进行。远程----借助物联网系统,用户可以在任何位置得到任意不限距离位置的监测诊断点的监测诊断结果,在线即时结果和历史过程结果。
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    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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    解析刀具磨损
    金属切削过程中所产生的功率消耗以切削热和摩擦的形式表现出来。这些因素使刀具处于恶劣的加工条件下,表面高负载、高切削温度。之所以产生高温是因为切屑沿刀具前刀面高速滑移,对切削刃,产生高压及强烈的摩擦。崩刃加工过程中,刀具遇到部件微结构中的硬质点,或进行断续切削,可导致切削力出现波动。因此,对切削刀具有耐高温、高韧性、高耐磨性、高硬度等特点的要求。沟槽磨损在过去的半个世纪里,为了持续提升切削刀具的性能,人们开展了大量的研究工作。影响几乎所有刀具材料磨损率的一个关键因素是加工过程中所达到的切削温度。遗憾的是,很难界定计算切削温度的相关参数值,但实验测定可以为经验公式提供依据。通常假设切削过程中所产生的所有能量均转换为切削热,80%的切削热会被切屑带走(这数值会随着一些因素而变化,切削速度为主要影响因素)。这使得大约20%的热量进入了刀具。即使切削低碳钢,刀具温度也可超过550℃,而此温度值是高速钢(HSS)保持硬度所能承受的*高温度。用立方氮化硼(CBN)刀具切削淬硬钢时,刀具和切屑温度可超过1000℃。刀具磨损和刀具寿命的关系刀具磨损形态可分为以下几类:· 后刀面磨损· 沟槽磨损·月牙洼磨损·切削刃崩刃·热裂纹·突发失效目前业内对于刀具寿命还没有一种普遍接受的统一定义。人们需要针对工件材料和切削工艺,特别说明刀具寿命。一种量化刀具寿命的方法是定义一个可以接受的*大后刀面磨损值,即VB或VBmax。
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    防止刀具钝化的措施主要有以下几个方面
    1、大刚度机床及卡具尤其是每刀齿进给量较小时,要保证刀刀入肉,机床、卡具、刀具、装卡方式所形成的系统刚度是关键。会影响到刀具刃口到达被切削表面时刀刃是否能够顺利切入工件。当刚度不够时由于受力作用使得刀刃从被切削表面划过,造成后刀面与工件挤压摩擦,刀具发热,极易产生积屑瘤,在铣削工况时,如果系统刚度不够,往往是划过了几个刀刃才有一个刀刃切入工件。2、注意顺铣,不能逆铣和盲铣(满槽铣)顺铣顺铣时切屑的形状是由厚到薄,刀刃容易切入工件表面逆铣逆铣时切屑形状由薄到厚,刀具刃口接触工件后,开始的切屑厚度是无穷小,刀具必须要经过摩擦、挤压,才能够切入工件,这个过程刀具很容易钝化,对刀具寿命有很大影响。3、适合的切削参数。切速:每一种刀具材料和特定的刀具形状都决定了刀具切削速度,过低和过高的切削速度都会缩短刀具寿命每齿(每转)进给量也是重要的切削参数;太大造成机床震动,刀具破损,太小不能保证刀刀入肉,会产生挤压摩擦,刀具寿命会缩短。切深:合适的切深是保证刀具寿命的主要参数,使刀具在合理的变形区域内和受力状态下。4、冷却液适合的冷却液可以有效降低刀具温度。5、排屑,拥塞的切削空间会造成切屑缠绕在刀具上,或重新绞入被切削表面,干扰刀具的工作,影响散热,不但破坏了工件的表面质量,对刀具寿命也构成较大影响。
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