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如何应对CNC加工中出现的刀具磨损

文章编辑:cnc加工发布日期:2019-09-20 13:14 浏览次数:


cnc加工之中经常会出现刀具磨损(零部件失效的一种基本类型),破损,崩刃的情况。数控加工由控制系统发出指令使刀具作符合要求的各种运动,以数字和字母形式表示工件的形状和尺寸等技术要求和加工工艺要求进行的加工。它泛指在数控机床上进行零件加工的工艺过程。为了提高生产自动化程度,缩短编程时间和降低数控加工成本,在航空航天工业中还发展和使用了一系列先进的数控加工技术。这些情况是如何发生的呢?出现这种情况之后该怎么处理呢?
按磨损(零部件失效的一种基本类型)原因可分为:
(1)磨料磨损(零部件失效的一种基本类型)
被加工材料中常有一些硬度极高的微小颗粒,能在刀具表面划出沟纹,这就是磨料磨砂损。磨料磨损在各个面都存在,前刀面最明显。而且各种切削速度下都能发生麻料磨损,但对于低速切削时,由于切削温度较低,其它原因产生的磨损都不明显,因而磨料磨损是其主要原因。另处刀具硬度越低磨料麻损越严重。
(2)冷焊磨损(零部件失效的一种基本类型)
切削时,工件、切削与前后刀面之间,存在很大的压力和强烈的摩擦,因而会发生冷焊。由于摩擦副之间有相对运动,冷焊将产生破裂被一方带走,从而造成冷焊磨损(零部件失效的一种基本类型)。冷焊磨损一般在中等切削速度下比较严重。根据实验表明,脆性金属比塑性金属的抗冷焊能力强;多相金属比单向金属小;金属化合物比单质冷焊倾向小;化学元素周期表中B族元素与铁的冷焊倾向小。高速钢与硬质合金低速切削时冷焊比较严重。
(3)扩散磨损(零部件失效的一种基本类型)
在高温下切削、工件与刀具接触过程中,双方的化学元素在固态下相互扩散,改变刀具的成分结构,使刀具表层变得脆弱,加剧了刀具的磨损(零部件失效的一种基本类型)。扩散现象总是保持着深度梯度高的物体向深度梯度低物体持续扩散。例如硬质合(属于福利彩票3D术语)金在800℃时其中的钴便迅速地扩散到切屑、工件中去,WC分解为钨(wolfram)和碳扩散到钢中去;PCD刀具在切削钢、铁材料时当切削温度(temperature)高于800℃时,PCD中的碳原子将以很大的扩散强度转移到工件表面形成新的合金,刀具表面石墨(化学式C )化。钴、钨扩散比较严重,钛、钽(Tantalum)、铌(niobium)的抗扩散能力较强。故YT类硬质合金耐磨耗性较好。陶瓷和PCBN切削时,当温度高达1000℃1300℃时,扩散磨损尚不显著。 工件、切屑与刀具由于材料的同,切削时在接触区将产生热电势,这种热电势有促进扩散的作用而加速刀具的磨损。这种在热电势的作用下的扩散磨损,称为“热电磨损”。
(4)氧化磨损(零部件失效的一种基本类型)
当温度升高时刀具表面氧化(oxidation)产生较软的氧化物被切屑摩擦而形成的磨损称为氧化磨损。如:在700℃~800℃时空气中的氧与硬质合金中的钴及碳化物、碳化钛等发生氧化反应,形成较软的氧化物;在1000℃时PCBN与水蒸气发生化学反应。
按磨损(零部件失效的一种基本类型)形式可分为:
(1)前刀面损
在以较大的速度切削塑性材料时,前刀面上靠近切削力的部位,在切屑的作用下,会磨损(零部件失效的一种基本类型)成月牙凹状,因此也称为月牙洼磨损。cnc加工一般CNC加工通常是指计算机数字化控制精密机械加工,CNC加工车床、CNC加工铣床、CNC加工镗铣床等。精加工的进给路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的,因此,确定进给路线的工作重点是确定粗加工及空行程的进给路线。数控加工由控制系统发出指令使刀具作符合要求的各种运动,以数字和字母形式表示工件的形状和尺寸等技术要求和加工工艺要求进行的加工。它泛指在数控机床上进行零件加工的工艺过程。为了提高生产自动化程度,缩短编程时间和降低数控加工成本,在航空航天工业中还发展和使用了一系列先进的数控加工技术。在磨损初期,刀具前角加大,使切削条件有所改善,并有利于切屑的卷曲折断,但当月牙洼进一步加大时,切削刃强度大大削弱,最终可能会造成切削刃的崩碎毁损的情况。在切削脆性材料,或以较低的切削速度及较薄的切削厚度切削塑性材料时,一般不会产生月牙洼磨损。
(2)刀尖磨损
刀尖磨损(零部件失效的一种基本类型)为刀尖圆弧的后刀面及邻近的副后刀面上的磨损,它是刀具上后刀面的磨损的延续。由于此处的散热条件差,应力集中,故磨损速度要比后刀面快,有时在副后刀面上还会形成一系列间距等于进给量的小沟,称为沟纹磨损。它们主要由于已加工表面的硬化层及切削纹路造成的。在切削加工硬化倾向大的难切削材料时,最易引起沟纹磨损。刀尖磨损对工件表面粗糙度及加工精度影响最大。
(3)后刀面磨损
在很大切削厚度切削塑性材料时,由于积屑瘤的存在,刀具的后刀面可能不与工件接触。除此之外,通常后刀面都会与工件发生接触,而在后刀面上形成一道后角为0的磨损(零部件失效的一种基本类型)带。一般在切削刃工作长度的中部,后刀面磨损比较均匀,因此后刀面的磨损程度可用该段切削刃的后刀面磨损带宽度VB来衡量。 由于各种类型的刀具在不同的切削情况下几乎都会了发生后刀面磨损,特别是切削脆性材料或以较小的切削厚度切削塑性材料时刀具的磨损主要是后刀面磨损,而且磨损带的宽度VB的测量比较简便,因此通常都用VB来表示刀具的磨损程度。VB愈大,不但会使切削力增大,引起切削振动,而且会影响刀尖圆弧处的磨损,从而影响加工精度及加工表面质量。

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