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    刀具寿命控制
     必要性衡量刀具性能的重要指标——刀具寿命,不仅影响零件的加工效率,而且对于产品的质量至关重要,针对生产线而言,刀具寿命是质量控制的重点关注对象。在生产线正常加工过程中,都无人干预,如果刀具出现质量问题不能及时被发现,轻则会出现成批性质量问题,重则会造成设备撞击事件。因此,必须严格控制刀具寿命,实时跟踪刀具的切削状态,对刀具的使用状况进行在线控制,对加工过程中出现的刀具磨损或破损现象,及时预警更换,才能更好地保证零件的加工进程,确保零件在加工过程中,不会因刀具寿命出现质量问题。 现状 传统的加工方式一般为单机单人操作,加工过程中,主要依靠工人凭借加工经验对刀具进行实时监控和更换,因此对于刀具寿命也无量化要求,只单凭工人的加工经验和感觉。刀具失效的形式刀具失效是指刀具使用一段时间后,在切削过程中,刀具刃部失去切削能力,常见的刀具失效形式有刀具磨损、破损和刀具品质不良。刀具磨损是刀具的刃部在切削一段时间后,切削能力下降,不能满足所加工的尺寸和表面粗糙度要求,如图1所示。出现此类现象,就需要及时更换刀具,防止刀具出现破损现象,对于壳体加工而言,刀具磨损主要表现在所加工的零件尺寸不合格、加工表面粗糙度不能满足图样要求。
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    自制对刀仪和对刀板的使用说明
    需要指出的是:使用高度对刀仪。应该事先通过试切等方法,将一把刀的刀尖精确调整到与主轴轴线等高,然后分别将对刀仪安顿在机床的内侧水平纵向导轨面和中滑板导轨面上,使对刀板的下面与刀尖等高后,再分别调整垫圈的厚度。锁紧螺母后,即可作为今后安装刀具使用。刀具监控该对刀仪可以根据不同类型的刀具,将其安顿在不同高度的平面上:可以针对不同的机床,通过调整垫圈,调整对刀板的高度,灵活使用对刀板A或B面检测刀尖高度,使用范围广。加工中心工作时,刀具的选择和安装正确与否,对加工质量和延长刀具使用寿命的影响十分显著。操编辑应该重视刀具的安装问题,并根据现场的实际情况,采用合理的方法快速、正确地安装好刀具,以保证切削的顺利进行和稳定地控制工件加工质量。
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    安装数控刀具有什么注意事项
    对于硬质合金刀具来说,如果刀具安装不正确的话,很容易就会出现刀具崩刃、工件损坏,甚至机床损坏的情况出现。对于切断刀来说,刀具安装的时候如果没装好,没有垂直于工件或者是切削刃高于低于工件的中心轴线的话,对于刀具寿命和切削出来的效果将会有很大的影响,如果问题严重的话,甚至可能会出现刀具失效断裂的情况,因此为了保证刀具切削效果,使用者们都应该遵循一个基本的安装原则。1、对于锁紧部位要清洁干净,同时将切断刀具安装在六角砖塔上,用测量工具指示表测量刀具偏差,并保证偏差不超过1mm。2、通过检查产生的切屑判断刀具是否安装垂直,如果切出来的废屑呈现长丝状流向一侧,那么刀具的安装就是有问题了。如果切断刀的圆角处提前磨损,那么就是说明刀片安装错误,刀片的一边比另一边承受更大压力。3、由于刀具本身的脆弱性,因此轻微的刀具碰撞都会引起刀具产生偏差。因而在安装后,要时常检查工具的切削条件,有助于识别和防止刀具的失效。4、在安装刀具的时候,主要考虑的问题之一就是切削刃与工件轴线的位置。如果刀片安装错误,将引起一连串的问题,例如刀具磨损快、刀具失效、切削效果差等。由于查明切削刃的实际状况比较困难,因此这些问题将持续恶化,而在一些比较老的机床上,这些现象时有发生。大多数的硬质合金刀片,在安装时都需要装在略高于工件中心轴线的位置,这样有利于在焊接断屑器的时候可以保证刀片能够安全可靠的装在刀杆上。5、如果把刀片安装在略高于中心的位置,那么切削时候的切向力将会作用在更大的刀片面积上,这样操作的话,会增加刀具强度使得刀片能够牢牢的固定在刀槽中。6、当刀片安装位置低于中心线时,会产生的*严重后果是刀片被拉出。当刀片接触到整体型棒料的时候,工件的旋转会将刀片拉出刀槽;当工件上的残留毛刺堆积在切削刃上的时候,工件继续旋转的话,那么刀片将会被拉出刀槽。当这种情况没有被及时发现阻止的话,将会使得刀夹在在继续加工的时候被损坏,并且还有可能会使得机床和工件同时被损坏。即便运气好刀片没有被拉出刀夹,那么切削刃顶部旋转的毛刺一样会导致刀具产生损坏。7、刀片和刀板的组合方式应该以让废屑顺利排出为目的。如果在工件切断之前,废屑堆积并且进入槽中,那么刀片就会极有可能再次对这些废屑进行切削。如果废屑与刀板产生剧烈摩擦,那么将会产生大量的热量,产生疲劳过度和加速失效。
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    刀具崩刃的原因及对策
    1)刀片牌号、规格选择不当,如刀片的厚度太薄或粗加工时选用了太硬太脆的牌号。对策:增大刀片厚度或将刀片立装,选用抗弯强度及韧性较高的牌号。2) 刀具几何参数选择不当(如前后角过大等)。对策:可从以下几方面着手重新设计刀具。① 适当减小前、后角。② 采用较大的负刃倾角。③ 减小主偏角。④ 采用较大的负倒棱或刃口圆弧。⑤ 修磨过渡切削刃,增强刀尖。3)刀片的焊接工艺不正确,造成焊接应力过大或焊接裂缝。对策:①避免采用三面封闭的刀片槽结构。②正确选用焊料。③避免采用氧炔焰加热焊接,并且在焊接后应保温,以消除内应力。④尽可能改用机械夹固的结构。4)刃磨方法不当,造成磨削应力及磨削裂纹;对PCBN铣刀刃磨后刀齿的振摆过大,使个别刀齿负荷过重,也会造成打刀。对策:①采用间断磨削或金刚石砂轮磨削。②选用较软的砂轮,并经常修整保持砂轮锋利。③注意刃磨质量,严格控制铣刀刀齿的振摆量。5) 刀具破损切削用量选择不合理,如用量过大,便机床闷车;断续切削时,切削速度过高,进给量过大,毛坯余量不均匀时,切削深度过小;切削高锰钢等加工硬化倾向大的材料时,进给量过小等。对策:重新选择切削用量。6) 机械夹固式刀具的刀槽底面不平整或刀片伸出过长等结构上的原因。对策:①修整刀槽底面。②合理布置切削液喷嘴的位置。③淬硬刀杆在刀片下面增加硬质合金垫片。
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    具磨损的原因有哪些?
    1、磨料磨损主要原因是工件材料中的杂质,基体组织中所含的碳化物、氮化物和氧化物等硬质点和积屑瘤的碎片,在刀具表面划出沟纹所造成的机械磨损。在各种切削速度条件下,都存在磨料磨损,它是低速刀具磨损的主要原因。2、粘结磨损在一定的压力和温度的作用下,刀具切削部分与切屑接触和摩擦,将会产生材料分子间的吸附作用,刀具材料的部分硬质点会被工件和切屑带走,造成粘结磨损。3、扩散磨损切削时,在高温的作用下,接触面之间分子活动能量大,产生合金元素相互相置换,如高速刀具在前刀面上形成含Cr、C较高的白色层,不断被切屑带走。切削钢件温度在800~1000度时,硬质合金中的Co、C、W扩散到切屑中去,钢中的Fe扩散到刀面上,形成硬度低而脆的复合碳化物,加速刀具磨损。4、化学磨损空气中的氧在高温条件下,会使硬质合金产生表面氧化膜,形成一层硬度较低的化合物,被切屑带走,造成刀具磨损,称为化学磨损。
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