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如何正确认识数控加工的刀具寿命
本文作者:一也精工  时间:2023-04-27  阅读: 1054

在数控加工中,刀具寿命是指刀尖从加工开始切削工件到切削时刀尖报废或工件表面实际长度的时间。刀尖加工时间是刀具公司计算刀具寿命的主要评价指标。


一般刀具的使用寿命是每片刀片连续加工15-20分钟。刀具寿命由各公司在实验室中相对理想的状态下测量。根据不同工件材料的不同切削深度和进给量,对每个刀片连续加工15-20分钟,计算出相应的线速度与进给量的关系,构成相应的切削参数表,所以每个公司的切削参数表也是不同的。


一、刀具的使用寿命能否提高?

工具寿命只有15-20分钟,刀具寿命能否进一步提高?显然,刀具寿命可以轻松提高,但只能以线速度为代价。线速度越低,刀具寿命增加越明显(但线速度越低,加工时会产生振动,会减少刀具寿命)。


二、对提高刀具寿命有没有实际意义?

在工件的加工成本中,刀具成本的比重很小。如果线速度减小,即使刀具寿命增加,刀具加工的工件数量也不一定会增加,但工件的加工成本会增加。

需要正确理解,在尽可能保证刀具加工寿命的情况下,尽可能增加工件加工数量是有意义的。


三、影响刀具寿命的因素

1、线速度

线速度对刀具寿命有很大影响。如果线速度高于样品规定线速度的20%,刀具寿命将减少到原来的1/2;如果提高到50%,刀具寿命只有原来的1/5。为了提高刀具的使用寿命,需要知道每个被加工工件的材料、状态和刀具的线速度范围。每个公司的刀具都有不同的线速度。我们可以从公司提供的相关样品中进行初步搜索,然后在加工过程中根据具体情况进行调整,这样就可以达到相对理想的效果。粗加工和精加工的线速度数据不一致。粗加工主要是去除余量,线速度较低;精加工主要是保证尺寸精度和粗糙度,线速度要高。


2、切割深度

切削深度对刀具寿命的影响小于线速度。每个凹槽具有相对较大的切割深度范围。粗加工时,应尽可能增加切削深度,以保证很大的余量去除率;精加工时,切削深度应尽可能小,以保证工件的尺寸精度和表面质量。但切削深度不能超过槽的切削范围。如果切削深度过大,刀具无法承受切削力,导致刀具崩刃;如果切削深度过小,刀具只会在工件表面刮伤挤压,导致后刀面严重磨损,从而减少刀具寿命。


3、进给

与线速度和切削深度相比,进给量对刀具寿命的影响很小,但对工件表面质量的影响很大。粗加工时,增加进给量可以提高余量的去除率;精加工时,减少进给量可以提高工件的表面粗糙度。如果粗糙度允许,可以尽可能增加进给量,提高加工效率。


4、振动

除了三个切削因素外,振动对刀具寿命的影响因素很大。振动产生的原因很多,包括机床刚度、工装刚度、工件刚度、切削参数、刀槽、刀尖圆弧半径、刀片后角、刀杆伸出长度等,但主要原因是系统刚度不足以抵抗加工时的切削力,导致加工时刀具在工件表面不断振动。要去除或减少振动,需要综合考虑。工件表面的振动可以理解为刀具与工件之间不停的敲击,而不是正常的切削,会在刀具尖端造成一些微小的裂纹和崩刃,而这些裂纹和崩刃会增加切削力,进一步加剧振动,进而进一步增加裂纹和崩刃的程度,大大减小刀具的寿命。


5、刀片材料

加工工件时,我们主要考虑工件材料、热处理要求以及是否间歇加工等。例如:加工钢件的刀片和加工铸铁的刀片、不一定与加工硬度为HB215和HRC62的刀片相同;间歇加工和连续加工的刀片不会相同。钢件用于加工钢制零件,铸件刀片用于加工铸件,CBN刀片用于加工淬火硬钢等等。对于同样的工件材料,如果是连续加工,需要使用硬度更高的刀片,这样可以提高工件的切削速度,减少刀尖磨损,减少加工时间;如果是间歇加工,需要使用韧性更好的刀片,可以有效减少崩刃等非正常磨损,延长刀具的使用寿命。


6、使用的刀片数量

刀具在使用过程中会产生大量的热量,使刀片的温度大大升高,但当刀具不加工或用冷却水冷却时,刀片的温度会减少,因此刀片始终处于高温范围内,使刀片不断受热膨胀和收缩,导致刀片产生微小的裂纹。用第一刃加工刀片时,刀具寿命正常;但随着刀片使用量的增加,裂纹会向其他刀刃扩散,导致其他刀刃的寿命减少。


四、在刀具寿命范围内,工件的加工数量能否提高?

由于刀具寿命只有15-20分钟,在刀具的有效切削长度决定了刀具寿命范围内实际加工工件的数量。增加工件的加工量意味着减少单个工件的加工时间和切削长度。通过适当调整刀具的切削参数,可以减少工件的加工时间:

1、在合理的线速度范围内,适当提高线速度并不能减少工件的加工长度,反而可以缩短工件的加工时间;

2、增加切削深度可以减少粗加工的次数,减少工件的有效切削长度,从而缩短加工时间;

3、适当增加进给量也能有效减少切削长度,缩短加工时间。

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