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數控加工中心刀具壽命那些事

時間:2016-03-14 14:22來源:山東海特數控機床
  數控加工中心在使用過程中,刀具會不同程度的磨損,而一把刀具能夠用多少次或多長時間往往是固定的。我們把刀具從開始加工到刀尖報廢整個過程中刀尖切削工件的時間或切削過程中在工件表面實際時間稱為刀具壽命。
  在刀具的壽命即將結束時,數控加工中心用戶希望提前知道這一事實,以提前準備新的刀具,而不至于刀具壽命結束加工出廢件才去*換刀具。
  由于刀具壽命大致是固定的,刀具制造商在實驗室中相對理想的狀態下基本可以測算出來。根據不同的工件材質、不同的切削深度和進給量,按每個刀刃連續加工15-20分鐘進行計算,算出相應的線速度與進給速度的關系,即構成了相應的切削參數表。各刀具制造商的切削參數表通常也各不相同。
數控加工中心刀具切削參數表
  圖1  某知名刀具廠商切削參數表
  但是刀具壽命真的是固定不變的嗎,我們能否提高呢?刀具的壽命又會受到哪些因素的影響呢?接下來小編就要和各位聊聊刀具壽命的那點事兒。
  1、刀具壽命能否提高?
 ?。?)刀具壽命大致是確定的,但能否進一步提高刀具壽命?
  刀具壽命可以提高,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*明顯。但線速度過低,可能導致加工表面產生振動,反而降低刀具壽命。
 ?。?)提高刀具壽命有沒有實際意義?
  提高刀具壽命沒有實際意義。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,但由于工件加工時間也相應增加,刀具加工的工件數量不一定會增加,反而工件加工成本會增加。
  所以我們*需要做的事情是在保證刀具加工壽命正常的情況下,盡可能的提高工件加工數量。
  2、影響刀具壽命的因素
  不考慮刀具質量等自身原因,影響刀具壽命的因素主要為以下幾點:
 ?。?)線速度
  線速度對刀具壽命的影響*大。如果線速度高于樣本規定線速度的20%,刀具壽命將降低為原來的1/2;如果提高到50%,刀具壽命將只有原來的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、狀態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樣本中進行初步查找,再在加工時根據具體情況進行調整,即可取得比較理想的效果。線速度在粗加工和精加工時的數據并不一致,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。
 ?。?)切深
  切深對刀具壽命的影響沒有線速度大。每種槽型都有一個比較大的切深范圍。粗加工時,切深盡量加大,保證*大的余量去除率;精加工時,切深盡量小,保證工件的尺寸精度和表面質量。但切深不能超過槽型的切削范圍。如果切深過大,刀具無法承受切削力,導致刀具崩刃;如果切深過小,刀具只是在工件表面進行刮削和擠壓,也可能導致后刀面磨損,從而降低刀具壽命。
 ?。?)進給速度
  相比較線速度和切深,進給對刀具壽命的影響較小,但對工件的表面質量影響很大。粗加工時,加大進給可以提高余量的去除率;精加工時,降低進給可以提高工件的表面粗糙度。在粗糙度允許的情況下,可以盡量加大進給,提高加工效率。
  3、刀具壽命與加工工件件數的關系
  在刀具壽命范圍內,能否提高工件的加工數量?
  在刀具壽命范圍內,刀具有效切削工件的長度就決定了實際加工工件的件數。要提高工件的加工數量,意味著減少單個工件的加工時間和切削長度??赏ㄟ^適當調整刀具切削參數來減少工件的加工時間:
 ?。?)在合理的線速度范圍內,適當提高線速度不能減少工件的加工長度,但能縮短工件加工時間;
 ?。?)切削深度的加大可減少粗加工次數,降低工件的有效切削長度,從而縮短加工時間;
 ?。?)適當加大進給也可以有效降低切削長度,縮短加工時間。
  4、刀具*換的條件
  刀具*換的標準主要體現以下三個方面:
 ?。?)刀具發生了磨耗。刀具在切削的過程中因為磨耗,基本的尺寸要求難以保證了,這個時候刀具必須*換。
 ?。?)刀具的缺損。刀具的缺損是指發生缺口、崩斷等問題。刀具一旦發生缺損必然會有不良或修理發生,對產品質量的影響是非常大的。所以對刀具的缺損設定合適的檢出裝置如傳感是非常必要的。
 ?。?)品質不良。因為刀具品質不良而需要*換刀具。
  5、影響刀具壽命和質量的因素
  影響刀具壽命和質量分為客觀因素和主觀因素:
 ?。?)客觀因素有如下幾點:
  a)刀具的材質、形狀。
  b)切削條件:切削厚度、切削速度。
  c)產品的材質、硬度。
  d)產品的品質要求:尺寸精度、表面粗糙度。
  e)設備的剛性:動作的精度和剛性。
 ?。?)主觀因素有如下幾點:
  a)不遵守刀具的使用規范和保養規范:不遵守刀具使用規范和保養規范的主要表現是:進刀過快,使用錯誤的刀具類型,刀具沒有擰緊等,這些因素導致刀具消耗過快。
  b)不遵守刀具的定期*換規范:對于特定產品、特定種類的刀具而言,根據刀具壽命設定的*換周期是有要求的,但是在一般生產中,不遵守規范的不是特別多,有超長使用刀具的傾向。
  c)*換周期是建立在理想狀態下的,而企業在實際生產的時候,切削條件會發生一些變*,產品形狀、硬度發生了變化或偏差。出現這個問題的時候,現場的切削條件必須要變*。要遵守*換規范,*多的時候是要關注現場的變異問題,對刀具*換的設定值要經常修正,包括刀具的*換方法、重點、切削條件這些相應的要素。規范要不斷地進行檢討修正,遵守才有意義,不然的話,死板的遵守只能導致一些壞的后果。
  6、延長刀具使用壽命的方法
  刀具壽命是一定的,各刀具制造商會提供理想狀態下的測試值,但是正常使用狀態下比較難得達到理想狀態,如何接近理想壽命,我們加工中應該注意以下幾點:
 ?。?)加強日常保養,通過一些看似簡單的工作將刀具的壽命延長:
  a)生產現場,尤其是刀具夾持裝置、工作臺面、刀具存放場所等,進行徹底的清掃。
  b)定期進行刀具精度的維護保養。
  c)確認刀具與夾持裝置的螺釘緊固。
  d)安裝與拆卸的時候,對泄露臟污及時進行清掃。
 ?。?)把握與調整*佳切削條件:
  a)設定良好的切削條件并給予維持。
  b)通過振動分析等了解刀具切削狀態,并適時進行調整,使刀具有良好的工作環境。
  c)一旦刀具*換對尺寸必須進行調整,保證緊固條件和切削條件的適當。
 ?。?)預測刀具壽命,采取相應的對策:
  使用將出現缺陷的刀具是非常危險的。從安全的角度考慮,我們設定刀具*換標準是防止出現問題的重要手段。許多時候,生產員工不是按照刀具的使用時間來*換刀具,二是根據刀具的狀況來判斷是否進行*換。這樣,在刀具的使用極限前(故障發生前,或者其它不可挽回不良的問題發生前),對問題的征兆進行確認和分析的能力和經驗就非常有必要。我們應該確立一些具體的、詳細的刀具狀況判斷標準,使我們能針對刀具剛出現一些征兆,就能判斷出來,并確定準確的刀具*換時間,這樣既可以*大限度地使用刀具,又能夠不因使用不良刀具影響生產和安全。設定良好的切削條件并給予維持。
 ?。?)做好刀具壽命管理管控記錄表:
數控加工中心刀具壽命管理記錄表
  表1  產品刀具壽命管控記錄表
  今天我們首先對刀具壽命進行了大體的介紹,通過對刀具壽命的了解,我們就能夠進一步用好數控加工中心刀具壽命管理功能了。
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