刀具磨损原因及改进方法
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影响刀具磨损的原因分析及改善措施作者:杨启鹏来源:《活力》2009年第17期在金属切削过程中,刀具在高温条件下,受到工件、切削的摩擦作用,使刀具材料逐渐被磨耗或出现破损。
当刀具磨损达到一定程度时,容易引起震动、啸音、切削形态和颜色的改变,加工精度和表面光洁度下降,切削力和动力消耗随之增加。
所以研究刀具磨损原因,防止刀具过早、过多磨损以及如何延长刀具使用寿命,这是影响生产效率、加工成本和加工质量的一个重要课题。
刀具磨削时有以下几种磨损机理。
(1)磨粒磨损:在工件材料中存在着碳化物、氧化物和氮化物等硬质点。
在铸、锻工件表面上存在着硬的夹杂物和切屑、加工表面上粘着硬的积屑残留片,这些硬质点在切削时如同“磨粒”对刀具表面摩擦和刻划作用致使切削刃刀面磨损。
磨粒磨损时一种“机械摩擦”性质磨损,时高速钢磨损的主要原因。
(2)相变磨损:工具钢刀具在较高速度切削时,由于切削温度升高,使刀具材料产生相变,硬度降低,若继续切削,会引起前面塌陷和切削刃卷曲。
硬质合金刀具在高温(>900℃)、高压状态下切削也会因产生塑性变形而失去切削性能。
因此,相变磨损是一种“塑性变形”破损。
(3)黏结磨损:黏结磨损亦称冷焊磨损。
当刀具材料与工件材料产生黏结时,两者长生相对运动对黏结点产生剪切破坏,将刀具材料黏结颗粒带走所致。
刀面与工件间产生黏结是由于刀面上存在着微观不平度,并在一定温度条件下,刀具前面黏结着机械瘤刀面硬度降低与工件材料黏结及工件与工具元素间亲和造成的。
在高温高压作用下刀具表面层材料性能变化,当工件与刀具产生相对运动时,刀具材料的黏结颗粒被带走而形成了黏结磨损。
(4)扩散磨损:扩散磨损是在高温作用下,使工件与工具材料中合金元素相互扩散置换造成的。
如:硬质合金中的钨原子和碳原子向切屑扩散,切屑中铁、碳原子向刀具扩散,从而改变刀具表面材料,减低了刀具的硬度和耐磨性从而造成刀具磨损。
(5)化学磨损:化学磨损是在一定温度下,刀具材料与某些周围介质(如空气中的氧,切削液中的极压添加剂硫、氯等)起化学作用,在刀具表面形成一层硬度较低的化合物,而被切屑带走,加速刀具磨损;或者因为刀具材料被某种介质腐蚀,造成刀具磨损。
常见的刀具磨损的形式及应对措施
1、擦伤磨损
当后面有相当厉害的条状磨损发生时,采纳细粒子料子的刀具,而且要经过高温淬火来加强其硬度和强度。
这儿推举含微量碳化钽。
2、月牙洼磨损
当前面有相当厉害的凹状磨损发生时,应考虑高温时的扩散和
强度,推举使用碳化钛、碳化钽含量高的料子。
3、崩刃
刀后面有细小的碎粒落下时,再认真地研磨刀尖,对切削刃也
要进行珩磨,可以大幅度地削减碎屑。
对于那些在加工时需要采纳大的前角的料子(譬如说软钢)。
4、热龟裂
当前面或者后面产生严重的裂缝时,推举使用热传导性能好、
不易产生热疲乏的M系列用途料子。
5、缺口
刀具监控系统沿着刀刃产生比较大的缺口时,为了加强切削刃
的耐撞击性,将前角向负的方向修正,假如更改刀刃形状也无效果是,选择韧性高的料子。
6、异常碎屑
由于发热而在刀刃上产生严重的缺口时,可降低切削速度,或
者使用耐高温的料子。
7、积屑瘤的剥离
很多场合下,在前面或者后面去除积屑瘤时,会发生切削刃被
剥离的现象。
这种情况下要选择大的前角,或者提高切削速度。
假如以上措施不见效,选择钴含量较高的料子。
还有在提高切
削速度的情况下可选择以碳化钛为重要成分的陶瓷合金系列的料子。
*后对各种方法进行比较后再选定。
8、塑性变形
对于切削中由于高热而产生的刀刃塑性变形,可选择钴含量低的、高温时强度高的料子。
9、成片剥离
由于切削中的振动,工件料子产生弹性变形,在前面显现剥离
现象,此时可选择钴含量高的、韧性好的料子。
机械加工中刀具磨损的影响因素及对策在机械加工过程中,刀具磨损是一个不可避免的问题。
刀具磨损不仅影响加工质量和效率,还会增加生产成本。
合理地控制刀具磨损,延长刀具寿命,对于提高加工质量、提高生产效率和降低成本都有着重要的意义。
本文将从影响刀具磨损的因素以及对策两个方面进行探讨。
一、影响刀具磨损的因素1.材料特性材料的硬度、韧性、热导率等特性会直接影响刀具的磨损情况。
通常来说,硬度较高的材料对刀具磨损的影响会更大,而韧性较差的材料容易引起刀具断裂。
2.切削参数切削速度、进给速度、切深等切削参数对刀具磨损有着重要影响。
合理的切削参数能够减少刀具磨损,提高切削效率,降低成本。
反之,过大或者过小的切削参数都会导致刀具磨损增加。
3.刀具材料和涂层刀具的材料和涂层直接关系着刀具的耐磨性。
不同的刀具材料和涂层在不同的工件材料和切削条件下,会表现出不同的磨损特性。
4.工件形状和尺寸工件形状和尺寸的不同会导致刀具受力情况的不同,进而影响刀具的磨损情况。
在加工尺寸较大的工件时,刀具受力情况会更为复杂,磨损情况也会更严重。
5.冷却润滑冷却润滑是影响刀具磨损的重要因素。
适当的冷却润滑能够有效地降低刀具的温度,减少磨损,延长刀具寿命。
二、刀具磨损的对策1.优化切削参数合理地选择切削速度、进给速度、切削深度等切削参数,使刀具在最佳工作状态下运行,减少刀具磨损。
3.采用先进的刀具设计采用先进的刀具设计可以改善刀具的受力情况,减少刀具的磨损。
采用合理的刀具几何形状和刀具刃部结构设计,可以减小刀具的摩擦力,降低刀具磨损。
5.及时的刀具维护和更换定期对刀具进行检查、清洁和重新磨削,及时更换磨损严重的刀具,可以延长刀具的使用寿命。
结语在机械加工中,刀具磨损是一个需要引起重视的问题。
通过提高切削条件的合理性、优化刀具材料和涂层选择、加强刀具的冷却润滑、优化刀具设计等方式,可以有效地减少刀具磨损,提高刀具的使用寿命,提高加工质量和效率,降低生产成本。
CNC机床加工中的刀具磨损修复与重涂技术随着制造业的发展,CNC机床已经成为工业生产中不可或缺的设备。
然而,在CNC机床加工过程中,刀具磨损是一项常见的问题,会严重影响工件的精度和表面质量。
为了提高刀具的寿命和降低生产成本,刀具磨损修复与重涂技术应运而生。
本文将介绍CNC机床加工中的刀具磨损修复与重涂技术,包括修复方法、技术原理以及应用前景。
一、刀具磨损修复方法1. 激光熔覆修复法激光熔覆修复法是一种常用且有效的刀具磨损修复方法。
该方法利用激光技术将粉末材料熔化并喷涂在刀具表面,形成一层新的金属涂层,从而修复刀具表面的磨损。
激光熔覆修复法具有操作简单、修复效果好、成本低等优点。
2. 溅射修复法溅射修复法是另一种常用的刀具磨损修复方法。
该方法通过溅射设备将金属粉末熔化后,以高速冲击的方式喷涂在刀具表面,形成一层硬质的涂层。
溅射修复法具有修复效果稳定、涂层附着力强等特点,适用于修复各种类型的刀具。
二、刀具磨损修复技术原理1. 金属材料的熔化与喷涂刀具磨损修复中,激光熔覆和溅射技术的共同原理是将金属材料熔化后喷涂在刀具表面。
这样做的目的是通过新的金属层来覆盖刀具表面的磨损部分,提高刀具的硬度和耐磨性。
2. 涂层的选择与制备选择合适的涂层材料对刀具磨损修复至关重要。
常用的涂层材料包括钨钢、碳化钨、碳化钛等,这些材料具有高硬度、高熔点等特点。
涂层的制备过程包括材料选择、粉末制备、喷涂设备调试等环节,制备工艺的合理性对于涂层质量和性能有着重要影响。
三、刀具磨损修复与重涂技术的应用前景刀具磨损修复与重涂技术在CNC机床加工中具有广阔的应用前景。
首先,刀具磨损修复与重涂技术可以延长刀具的使用寿命,节省企业的生产成本。
其次,修复后的刀具表面更加光滑,可以提高加工精度和表面质量。
此外,刀具磨损修复与重涂技术还可以实现刀具的定制化,根据不同的加工要求选择不同的涂层材料,使刀具在特定工况下更加高效和耐用。
综上所述,CNC机床加工中的刀具磨损修复与重涂技术是一项重要的技术手段。
机械加工中刀具磨损的影响因素及对策
在机械加工中,刀具的磨损是不可避免的,它对加工质量和生产效率都有很大的影响。
了解刀具磨损的影响因素,并采取相应的对策,对于提高机械加工质量和效率非常重要。
本文将从刀具材料、切削条件和刀具结构等方面介绍刀具磨损的影响因素及对策。
刀具材料是影响刀具磨损的重要因素之一。
通常,刀具材料应具有高硬度、高热稳定
性和耐磨性。
在选择刀具材料时,需要根据加工材料的硬度和切削条件来选择适当的材料。
在刀具材料表面涂覆陶瓷、PVD或CVD等薄膜可以提高刀具的硬度和耐磨性,延长其使用
寿命。
切削条件也是影响刀具磨损的重要因素之一。
切削速度、进给量和切削深度等参数会
直接影响刀具磨损情况。
通常情况下,切削速度越高,刀具磨损越严重;进给量越大,刀
具磨损越严重;切削深度越大,刀具磨损越严重。
在具体应用中,需要根据加工材料的硬
度和切削条件合理选择切削参数,以减少刀具磨损。
刀具结构也会影响刀具磨损情况。
合理的刀具结构设计可以减少刀具受力,延长刀具
使用寿命。
在钻孔过程中,增大主偏向角可以减少刀具切削力,从而减少刀具磨损。
合理
的刀具润滑和冷却也可以降低刀具磨损。
在实际加工中,可以通过加工润滑剂或者采用外
部冷却装置来降低刀具磨损。
刀具磨损的影响因素主要包括刀具材料、切削条件和刀具结构等方面。
针对不同的情况,可以采取相应的对策来降低刀具磨损。
通过合理选择刀具材料、优化切削条件和设计
合理的刀具结构,可以延长刀具使用寿命,提高机械加工质量和效率。
加入刀具破损、磨损、崩刃怎么办?从根本上分析刀具失效原因,附有解决方案,快来了解一下!刀具破损的表现D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。
刀尖崩碎的情况常称为掉尖。
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。
发生这种破损形式后,刀具不能继续使用,以致报废。
4)刀片表层剥落对于脆性很大的材料,如Tie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。
涂层刀具剥落可能性较大。
刀片轻微剥落后,尚能继续工作,严重剥落后将丧失切削能力。
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而造成塌陷。
塌陷一般发生在切削用量较大和加工硬材料的情况下。
TiC基硬质合金的弹性模量小于WC基硬质合金,故前者抗塑性变形能力加快,或迅速失效。
PCD、PCBN基本不会发生塑性变形现象。
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。
机械加工中刀具磨损的影响因素及对策在工业生产中,机械加工是一个非常重要的环节,而刀具的选择和使用对加工质量和效率有着至关重要的影响。
由于刀具在加工过程中会不可避免地磨损,这就需要制定相应的对策来延长刀具的使用寿命,提高加工效率。
本文将详细介绍机械加工中刀具磨损的影响因素及对策。
1. 刀具磨损的影响因素1.1 加工材料的硬度加工材料的硬度是影响刀具磨损的重要因素之一。
通常来说,材料越硬,刀具磨损就越严重。
硬度高的材料在切削过程中会对刀具产生更大的磨损,因此需要选择更硬度更高的刀具来适应加工要求。
1.2 切削速度切削速度是指单位时间内刀具相对于工件表面的移动速度。
切削速度的选择直接影响着刀具的磨损情况。
一般来说,较高的切削速度会导致刀具磨损增加,而较低的切削速度则会降低刀具磨损。
在实际加工中需要根据加工材料的硬度和刀具的耐磨性来合理选择切削速度。
1.3 切削深度和进给量切削深度和进给量是影响刀具磨损的重要因素之一。
过大的切削深度和进给量会导致刀具负荷过重,从而加速刀具的磨损。
在实际加工中需要根据加工要求和刀具的耐磨性来合理选择切削深度和进给量。
1.4 冷却润滑冷却润滑是在刀具加工中用来冷却刀具和工件、减少摩擦和热量的重要手段。
适当的冷却润滑可以减少刀具的磨损,延长刀具的使用寿命。
1.5 刀具材料和刀具形状刀具的材料和形状直接影响着刀具的磨损情况。
硬度高、耐磨性好的材料可以降低刀具的磨损,延长刀具的使用寿命。
合理选择刀具形状,能够减少切削阻力,降低刀具的磨损。
2.1 合理选择刀具材料刀具的材料对于刀具的使用寿命和加工效果有着至关重要的影响。
对于高硬度的加工材料,需要选择耐磨性好的刀具材料,例如高速钢、硬质合金等。
而对于低硬度的加工材料,可以选择普通碳钢刀具。
2.2 合理选择切削参数在实际加工中,需要根据加工材料的硬度、刀具材料和形状等因素来合理选择切削速度、切削深度和进给量,以减少刀具的磨损。
2.4 定期检查刀具刀具在长时间的使用过程中会出现磨损和损坏的情况,因此需要定期对刀具进行检查,及时更换磨损严重的刀具,以保证加工质量和安全生产。
机械加工中刀具磨损的影响因素及对策刀具磨损是机械加工中的不可避免的现象,经常会导致加工效率的降低和工件质量的下降。
因此,机械加工中刀具的磨损是机械加工过程中需要重点关注和解决的问题之一。
本文将讨论刀具磨损的影响因素及对策。
1. 刀具材料不同材料的刀具磨损程度不同。
硬度较高的刀具抗磨损的能力较强,而硬度较低的刀具容易受到磨损。
对于不同的机械加工任务,需要根据工件材料和加工要求选择合适的刀具材料。
2. 切削条件在机械加工过程中,切削速度、进给量、切削深度等切削条件的设置会直接影响到刀具的磨损程度。
例如,在高速切削时,刀具的磨损速度会更快;在过大的进给量与切削深度下,刀具表面的磨损更严重。
因此,在确定切削条件时,需要合理配置,以减轻刀具的磨损。
3. 冷却润滑在机械加工过程中,冷却润滑也会对刀具磨损产生影响。
如果刀具不得不长时间地接触加工材料时,刀具表面则会产生高温,并快速磨损。
在这种情况下,喷射液可以起到加速冷却、减轻刀具磨损的作用。
4. 加工方式不同的加工方式的刀具磨损程度不同,例如,切削和磨削刀具的耐用程度大不相同。
在选择合适的加工方式之前,应考虑刀具的使用寿命,以提高加工效率和产品质量。
对策1. 优化刀具材料和制造工艺,选择更耐磨损的刀具。
2. 根据不同的加工任务和条件,确定合理的切削条件,如切削速度、进给量、切削深度等,以减轻刀具磨损。
3. 加强冷却润滑措施,使用合适的喷射液,提高刀具的使用寿命。
4. 选择合适的加工方式,避免一些不必要的磨损。
5. 添加服务周期记录,确保定期进行刀具维护与更换,以最大限度地延长刀具寿命,从而提高生产效率和成本效益。