资讯动态
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    总体刀具失效分析法
    刀具就自身特性而言是一种消耗品,磨损到一定程度之后就无法使用。传统的金属切削管理方法仅仅引入了磨损分析,重点放在刀具材料的修整、几何形状优化和机加参数的设定上,目的是提高刀具寿命,进而增加单件刀具产出工件的数量。要提高制造过程的整体效率,并不是经过一步刀具磨损分析就可以轻松达成的,还要考虑方方面面的因素。刀具磨损检验固然重要,但是更全面的“总体”刀具失效分析法在整个制造过程中更为重要。总体刀具失效分析法(GTDA)超越了基本的刀具磨损检验范畴,包括了影响刀具寿命的多种因素,比如,刀具修整所花费的时间、磨损以外的问题、生产经济知识题、车间的组织架构、操作人员的工作态度和预期、数据流的管理和制造总成本控制。GTDA通过分析对车间中大量的、随机选择的、使用过的刀具的定期评估数据,总结出每一把刀具对于整体生产效率的贡献和影响。整体制造过程刀具磨损研究,通常只局限于某个特定加工过程中的单一刀具。但是,要使生产效率*大化,就必须考虑到整个车间中的所有切削过程所涉及到的所有刀具。制造过程起始于获取原材料和设定生产计划,要完成这一步骤,需要充分利用工人的技术和能力,也需要一定的资本投入。这一过程运作得好,就会是一个价值增加、价值固化过程,运作得不好,就会造成资金、时间和智力资源的浪费等一系列的生产损失,进而导致产品质量和产量的双重下滑。
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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,刀具寿命是指从开始加工到刀尖报废整个过程中刀尖切削工件的时间或切削过程中在工件表面实际的长度。刀尖加工时间是刀具企业计算刀具寿命的主要考核指标。一般以每个刀刃连续加工15-20分钟为刀具的使用寿命。刀具寿命由每个企业在实验室中相对理想的状态下测算出来。根据不同的工件材质、不同的切削深度和进给量,按每个刀刃连续加工15-20分钟进行计算,算出相应的线速度与进给的关系,即构成了相应的切削参数表,所以每家企业的切削参数表也都不相同。一、刀具寿命能否提高?刀具寿命仅为15-20分钟,能否进一步提高刀具寿命?显然,刀具寿命可以很容易得到提高,但只能以牺牲线速度为前提。线速度越低,刀具寿命增加相应更明显(但线速度过低,会导致加工时产生振动,会降低刀具寿命)。二、提高刀具寿命有没有实际意义?在工件的加工成本中,刀具成本所占的比例非常少。线速度降低,即使刀具寿命增加,但由于工件加工时间也相应增加,刀具加工的工件数量不一定会增加,反而工件加工成本会增加。需要正确理解的是,在尽可能保证刀具加工寿命的情况下,尽可能多的提高工件加工数量,这才是有意义的。 
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    关于刀具磨损之“不良”磨损
    刀具磨损是切削加工中基本的问题之一。了解刀具磨损的形式和原因,可以帮助大家在日常作业中延长刀具使用寿命,避免施工异常。钢质刀体冲蚀严重 状况:相对于刀尖,钢质刀体和垫片已经严重磨损。从图片可以看出,刀具旋转状况良好。原因和结果:导致这种形态磨损的原因之一是在大行走速度下铣刨松软材质。这种铣刨条件往往会导致刀体磨损严重,刀尖磨损轻微。解决办法:一是使用刀体较大或刀尖直径较大的刀具;二是降低铣刨时的行进速度。刀尖断裂原因和结果:首先可能是机械过载,例如被铣刨的路面上有不能被铣切或破碎的坚硬物体或材料,如钢筋、大石块或井盖等。其次可能是铣刨过程中因热量聚集过多导致的热过载,刀头铣切时洒水量不足会导致这种状况。解决办法:因机械过载导致的损坏难以避免,因为在铣刨之前大家不能够探测出路面基层中的钢筋或者大石块。为避免热过载,应该检查洒水系统(水泵、喷洒梁及其零部件,如喷嘴和滤清器等)。另一个可能的解决办法是降低铣刨机的行进速度,因为行进速度以及铣刨鼓的转速决定了刀具的铣切长度。铣切长度越长,摩擦力越大,这也会*终导致刀具过热。当可能会出现高冲击负荷时,使用GENERATION Z刀具也可以达到较好的效果。遭受巨大冲击负荷时,由于它的韧性和抗冲击能力显著提高,碳化物刀尖的低硬度也相对提高。过度纵向磨损状况:刀具完全磨损,已超出*大使用寿命,因为刀具上已经没有任何用于铣刨的碳化物材料。没有垫片和刀头的保护,或许刀座已被严重损坏。原因和结果:刀具早已过度磨损,但是发现太晚。解决办法:为防止错过更换刀具的*佳时间,铣刨作业暂停时应进行常规检查。旋转不佳状况:图片中是配有铅笔状刀尖的刀具,刀头和刀尖发生了严重偏磨,这很可能是刀头旋转不充分导致的。原因和结果:旋转不充分的原因之一是刀座内孔存有异物,供水不足时也会发生这种情况。另一个原因可能是刀座过度磨损导致刀头旋转不佳。解决办法:首先,检查洒水系统的状况。其次,更换刀头时,必须清洁刀座内孔,并确保刀座的接触面没有发生偏磨。卡簧磨损状况:此图是一个传统型卡簧,因其设计(不带双向止动功能)问题,长时间使用后会发生变形。原因和结果:刀具使用时间过长。即使从刀头和刀尖无法看出,从垫片和卡簧的磨损程度也可以判断出来。解决办法:为普遍降低这种风险,维特根刀具都采用了双向止动功能(精确控制纵向间隙)。
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    刀具切削速度与厚度
    切削速度为了保持切削区内的切屑厚度和温度与刀具在满刀切削时的值相等,刀具供应商制定了补偿系数,用于在刀具啮合量百分比减小时增加切削速度。从热负荷角度来看,啮合弧小,切削时间可能不足以产生*大刀具寿命所需的*低温度。增加切削速度通常会产生更多的热量,将小啮合弧与更高的切削速度相结合有助于将切削温度提升至所需的水平。更高的切削速度会缩短切削刃与切屑接触的时间,从而减少传入刀具的热量。总体而言,更高的切削速度会减少加工时间并提高生产率。另一方面,更低的切削速度会降低加工温度。加工中产生的热量过多,降低切削速度可将温度降至可接受的水平。切削厚度切屑厚度会对热量和刀具寿命产生极大的影响。切屑厚度过大,造成的重负荷会产生过多的热量和切屑,甚至导致切削刃断裂。切屑厚度过小,切削过程只在切削刃的较小部分上进行,而增加的摩擦和热量会导致迅速的磨损。铣削中产生的切屑的厚度会随着切削刃进出工件而不断变化。因此,刀具供应商采用“平均切屑厚度”的概念来计算旨在保持*高效切屑厚度的刀具进给量。确定正确的进给量所涉及的因素包括:刀具的啮合弧或径向切削深度以及切削刃的主偏角。啮合弧越大,产生理想平均切屑厚度所要求的进给量就越小。同样,刀具的啮合弧越小,获得相同切屑厚度就需要更高的进给量。刀具的切削刃主偏角也会影响进给要求。当切削刃偏角为 90°时,切屑厚度*大,因此,为了达到相同的平均切屑厚度,减小切削刃主偏角就需要提高进给量。
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    要提升钨钢铣刀的使用寿命要注意以下方面
    (1)合理选择切削用量。切削用量影响钨钢铣刀的耐用度,切削深度和进给量过大,切削力增加,钨钢铣刀的磨损也会加快。所以大家选择合理的切削用量也是能够延长钨钢铣刀的使用刀具寿命的。(2)改进钨钢铣刀几何角度。钨钢铣刀角度及刀刃形状影响着切削力的变化。如前角度增大时,切屑变形小,切削轻快、切削力及切削热下降。在保证钨钢铣刀有足够强度的前提下,应尽量取较大前角,主偏角缩小时,刀刃参加切削的长度增加,使切削热相对分散,且刀尖角增大,可使切削温度下降。(3)把握与调整*佳切削条件,设定良好的切削条件并给予维持。通过振动分析等了解附件切削状态,并适时进行调整,使钨钢铣刀有良好的工作环境。一旦钨钢铣刀更换对尺寸必须进行调整,保证紧固件条件和切削条件的适当。(4)合理选择铣刀刀具材料。工件材料及加工条件对钨钢铣刀的切削性能影响很大。加工不同的材料,要懂得选择不同的刀具,才能适应切削加工的要求。
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