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如何正確認(rèn)識(shí)數(shù)控加工的刀具壽命？
發(fā)布時(shí)間：
2021-11-24 15:45
來(lái)源：
在數(shù)控加工中，刀具壽命是指從開始加工到刀尖報(bào)廢整個(gè)過(guò)程中刀尖切削工件的時(shí)間或切削過(guò)程中在工件表面實(shí)際的長(zhǎng)度。
一、刀具壽命能否提高?
刀具壽命僅為15-20分鐘，能否進(jìn)一步提高刀具壽命?顯然，刀具壽命可以很容易得到提高，但只能以犧牲線速度為前提。線速度越低，刀具壽命增加相應(yīng)更明顯(但線速度過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致加工時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，會(huì)降低刀具壽命)。
二、提高刀具壽命有沒(méi)有實(shí)際意義?
在工件的加工成本中，刀具成本所占的比例非常少。線速度降低，即使刀具壽命增加，但由于工件加工時(shí)間也相應(yīng)增加，刀具加工的工件數(shù)量不一定會(huì)增加，反而工件加工成本會(huì)增加。
需要正確理解的是，在盡可能保證刀具加工壽命的情況下，盡可能多的提高工件加工數(shù)量，這才是有意義的。
三、影響刀具壽命的因素
1. 線速度
線速度對(duì)刀具壽命的影響最大。如果線速度高于樣本規(guī)定線速度的20%，刀具壽命將降低為原來(lái)的1/2;如果提高到50%，刀具壽命將只有原來(lái)的1/5。要提高刀具的使用壽命，必須要知道每種被加工工件的材質(zhì)、狀態(tài)以及選用刀具的線速度范圍。每家公司的刀具，線速度都不相同，可從該公司提供的相關(guān)樣本中進(jìn)行初步查找，再在加工時(shí)根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整，即可達(dá)到一個(gè)比較理想的效果。線速度在粗加工和精加工時(shí)的數(shù)據(jù)并不一致，粗加工以去余量為主，線速度要低;精加工以保證尺寸精度和粗糙度為主，線速度要高。
2. 切深
切深對(duì)刀具壽命的影響沒(méi)有線速度大。每種槽型都有一個(gè)比較大的切深范圍。粗加工時(shí)，切深盡量加大，保證最大的余量去除率;精加工時(shí)，切深盡量小，保證工件的尺寸精度和表面質(zhì)量。但切深不能超過(guò)槽型的切削范圍。如果切深過(guò)大，刀具無(wú)法承受切削力，導(dǎo)致刀具崩刃;如果切深過(guò)小，刀具只是在工件表面進(jìn)行刮削和擠壓，導(dǎo)致后刀面嚴(yán)重磨損，從而降低刀具壽命。
3. 進(jìn)給
相比較線速度和切深，進(jìn)給對(duì)刀具壽命的影響最小，但對(duì)工件的表面質(zhì)量影響最大。粗加工時(shí)，加大進(jìn)給可以提高余量的去除率;精加工時(shí)，降低進(jìn)給可以提高工件的表面粗糙度。在粗糙度允許的情況下，可以盡量加大進(jìn)給，提高加工效率。
4. 振動(dòng)
振動(dòng)是除三大切削要素外，對(duì)刀具壽命影響最大的因素。振動(dòng)產(chǎn)生的原因很多，包括機(jī)床剛性、工裝剛性、工件剛性、切削參數(shù)、刀具槽型、刀尖圓弧半徑、刀片后角、刀桿懸伸長(zhǎng)度等，但主要是由于系統(tǒng)剛性不夠，不能抵抗加工時(shí)的切削力，導(dǎo)致加工時(shí)刀具在工件表面不停的振動(dòng)所致。要消除或減小振動(dòng)必須要綜合考慮。刀具在工件表面振動(dòng)可以理解為刀具與工件之間不停地進(jìn)行敲擊，而不是正常的切削，會(huì)使刀尖產(chǎn)生一些微小的裂紋和崩刃，而這些裂紋和崩刃又導(dǎo)致切削力加大，使振動(dòng)進(jìn)一步加劇，反過(guò)來(lái)進(jìn)一步增大裂紋和崩刃的程度，使刀具壽命大幅度降低。
5. 刀片材質(zhì)
工件加工時(shí)，我們主要考慮的是工件材質(zhì)、熱處理要求以及是否斷續(xù)加工等。例如：加工鋼件的刀片和加工鑄鐵的刀片、加工硬度為HB215和HRC62的刀片都不一定相同;斷續(xù)加工和連續(xù)加工用的刀片也不會(huì)相同。加工鋼件要用到鋼件刀片，加工鑄件要用到鑄件刀片，加工淬硬鋼要用到CBN刀片等等。對(duì)于同一種工件材質(zhì)，如果是連續(xù)加工，要用到硬度更高的刀片，可以提高工件切削速度，降低刀尖磨損，減少加工時(shí)間;如果是斷續(xù)加工，要用到韌性更好的刀片，可以有效減少崩刃等非正常磨損，提高刀具使用壽命。
6. 刀片使用次數(shù)
刀具使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，使刀片溫度大幅度升高，而不加工時(shí)或用冷卻水冷卻，又會(huì)使刀片溫度降低，因此刀片一直處于一種較高的溫度變化范圍內(nèi)，使刀片不停地?zé)崦浝淇s，導(dǎo)致刀片出現(xiàn)細(xì)小的裂紋。在刀片用第一個(gè)刃加工時(shí)，刀具壽命正常;但隨著刀刃使用的增加，裂紋會(huì)擴(kuò)展到其他刀刃，導(dǎo)致其他刀刃的壽命降低。
四、在刀具壽命范圍內(nèi)，能否提高工件的加工數(shù)量?
由于刀具壽命只有15-20分鐘，因此，在刀具壽命范圍內(nèi)，刀具有效切削工件的長(zhǎng)度就決定了實(shí)際加工工件的件數(shù)。要提高工件的加工數(shù)量，意味著減少單個(gè)工件的加工時(shí)間和切削長(zhǎng)度。可通過(guò)適當(dāng)調(diào)整刀具切削參數(shù)來(lái)減少工件的加工時(shí)間：
1. 在合理的線速度范圍內(nèi)，適當(dāng)提高線速度不能減少工件的加工長(zhǎng)度，但能縮短工件加工時(shí)間;
2. 切削深度的加大可減少粗加工次數(shù)，降低工件的有效切削長(zhǎng)度，從而縮短加工時(shí)間;
3. 適當(dāng)加大進(jìn)給也可以有效降低切削長(zhǎng)度，縮短加工時(shí)間。
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