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    刀具破损的表现
    1) 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。2) 切削刃或刀尖崩碎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。3) 刀片或刀具折断当切削条件极为恶劣,切削用量过大,有冲击载荷,刀片或刀具材料中有微裂,由于焊接、刃磨在刀片中存在残余应力时,加上操作不慎等因素,可能造成刀片或刀具产生折断。4) 刀片表层剥落刀具监控对于脆性很大的材料,如TiC含量很高的硬质合金、陶瓷、PCBN等,由于表层组织中有缺陷或潜在裂纹,或由于焊接、刃磨而使表层存在着残余应力,在切削过程中不够稳定或刀具表面承受交变接触应力时极易产生表层剥落。剥落可能发生在前刀面,刀可能发生在后刀面,剥落物呈片状,剥落面积较大。5) 切削部位塑性变型具钢和高速钢由于强度小硬度低,在其切削部位可能发生塑性变型。硬质合金在高温和三向压应力状态直工作时,也会产生表层塑性流动,甚至使切削刃或刀尖发生塑性变形面造成塌陷。6) 刀片的热裂当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。
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    刀具寿命及刀具状态监控
    一 刀具磨损的形态及其原因切削金属时,刀具一方面切下切屑,另一方面刀具本身也要发生损坏。刀具损坏的形式主要有磨损和破损两类。前者是连续的逐渐磨损;后者包括脆性破损(如崩刃、碎断、剥落、裂纹破损等)和塑性破损两种。刀具磨损后,使工件加工精度降低,表面粗糙度增大,并导致切削力加大、切削温度升高,甚至产生振动,不能继续正常切削。从对温度的依赖程度来看,刀具正常磨损的原因主要是机械磨损和热、化学磨损。机械磨损是由工件材料中硬质点的刻划作用引起的,热、化学磨损则是由粘结(刀具与工件材料接触到原子间距离时产生的结合现象)、扩散(刀具与工件两摩擦面的化学元素互相向对方、腐蚀等)引起的。 二 刀具磨损过程、磨钝标准及刀具寿命随着切削时间的延长,刀具磨损增加。刀具磨损到一定限度就不能继续使用。这个磨损限度称为磨钝标准。 一把新刀(或重新刃磨过的刀具)从开始使用直至达到磨钝标准所经历的实际切削时间,称为刀具寿命。 三 刀具的破损刀具破损和刀具磨损一样,也是刀具失效的一种形式。刀具在一定的切削条件下使用时,如果它经受不住强大的应力(切削力或热应力),就可能发生突然损坏,使刀具提前失去切削能力,这种情况就称为刀具破损。破损是相对于磨损而言的。从某种意义上讲,破损可认为是一种非正常的磨损。四 刀具的状态监控刀具损坏的形式主要是磨损和破损。在现代化的生产系统(如FMS、CIMS等)中,当刀具发生非正常的磨损或破损时,如不能及时发现并采取措施,将导致工件报废,甚至机床损坏,造成很大的损失。因此,对刀具状态进行监控非常重要。 刀具破损监测可分为直接监测和间接监测两种。所谓直接监测,即直接观察刀具状态,确认刀具是否破损。
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    刀具耐用度的含义是什么?
    刀具耐用度:在切削加工时,刀具从锋利状态钝化到一定程度须加以重磨的连续使用时间。刀具耐用度与刀具重磨次数加一的乘积就是刀具寿命,就是指一把新刀具从投入切削起,直到刀具报废为止的切削时间总和,刀具寿命比道具耐用度时间长。影响刀具耐用度的因素有切削用量,切削速度,切削厚度,切削宽度,刀具的几何参数,工件材料, 刀具材料,刀具的刃磨质量和润滑冷却条件等。其中影响刀具耐用度*大的是切削速度,所以,想要延长刀具的耐用度,首先要把切削速度降下来,加大切削厚度与切削宽度。这样既可以提高劳动生产率,又可以延长刀具的耐用度。1、磨料磨损磨料磨损是由于切屑或工件表面一些微小的硬质点,如碳化铁、其他碳化物以及积屑瘤碎片等硬粒,在刀具表面上刻划出沟纹而造成的磨损,特别是低速下工作的刀具,磨料磨损是主要原因。2、黏结磨损黏结磨损是当切屑与前刀面之间在较高的温度和一定的压力下,分子间的吸附力使切屑底层与前刀面黏结在一起,由于刀具表面层的疲劳、热应力等原因,切屑在流出时将刀具表面层材料颗粒带走而造成磨损。3、相变磨损相变磨损是刀具在切削温度高于相变温度时,其金相组织由回火马氏体转变为回火屈氏体、回火索氏体等组织,硬度大大降低,从而使磨损加剧。4、扩散磨损扩散磨损是更高温度下产生的一种现象,随扩散磨损是在更高温度下产生的一种现象。在摩擦副中某些化学元素在固体状态下互相扩散到对方那里去,改变了原有材料的结构,使刀具材料变得脆弱,加速刀具的磨损。
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    如何延长刀具的使用寿命?
      切削三要素包括:切削速度、进给量、切削深度,其中对刀具的使用寿命影响*大的是切削速度,其次为进给量,切削深度影响*小。所以,要想延长刀具的使用寿命,提高加工效率,首先要调节的是对刀具使用寿命影响*小的切削深度,其次为进给量,*后才是调节切削速度。其主要原因是影响刀具使用寿命的主要因素是切削温度,切削热。刀具磨损后影响加工质量,增加刀具材料的消耗及加工成本,因而必须根据加工情况,规定一个*大的允许磨损量,这就是刀具的磨钝标准。刀具寿命是指一把新刀具到报废为止所经历的切削时间,是刀具耐用度和重磨次数加一后所得的乘积。影响刀具寿命的因素有:工件材料、刀具材料、刀具几何参数、切削用量。刀具寿命是指刀具从初次使用到*后将刀头短的没法再刃磨、或者没法装夹使用的整个使用时间,称为刀具的使用寿命。刀具的磨钝标准是指刀具在正常使用时,切屑的形状与颜色有了显著的改变;切削力增大,出现一些不正常的振动及声响;加工出零件的表面光洁度显著下降或精度超出公差等现象。刀具的磨损标准确定后,刀具的使用寿命还与切削时的吃刀量、切削速度以及所加工材料的强度、硬度等有关。如果切削速度不高,吃刀量不大,加工材料的强度、硬度不高,刀具就可以使用的时间很长。刀具的使用寿命就会延长。
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    如何防止加工中心的刀具破损现象
    刀具对于立式加工中心来说非常重要,它是所有加工工序的实行者,因此刀具也具有了易耗易损的特质。刀具发生破损会对切削刃发生影响,产生不良的切削状态。大家要对刀具破损的成因足够重视,从而通过办法减少刀具破损带来的不良影响。当刀具破损表现在切削刃或刀尖崩碎时这种破损方式常发生在切削条件恶劣的环境之下,常常由刀刃微崩发展而来,刀具完全丧失切削能力后不得不能停止工作。刀片或刀具折断当切削用量过大产生冲击载荷,刀片或刀具材料中有微裂现象发生。由于焊接、刃磨在刀片中存在残余应力时,加上操作不慎等因素,可能造成刀片或刀具产生折断。防止刀具发生破损的方法1)合理的刀具选择。在工件批量生产之前,要针对被加工材料和零件的特点,合理选择刀具材料的各类和牌号。在保证一定硬度和耐磨性的前提下,必须兼顾刀具材料具有必要的韧性;2)正确设置刀具几何参数。加工过程中可通过调整前后角,主副偏角,刃倾角等角度参数,保证切削刃和刀尖有较好的强度。在切削刃上按一定的角度磨出一个较窄的平面,这个被称为负倒棱的较窄平面是防止崩刀的有效措施;3)严格的焊接工艺保证焊接和刃磨的质量,避免因焊接、刃磨不善而带来的各种疵病。关键工序所用的刀具,其刀而应经过研磨以提高表面质量,并检查有无裂纹;通过正确的预防立式加工中心的刀具寿命可以得到有效的延长。
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