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  • 1
    刀具材料與工件材料的力學(xué)性能匹配
    力學(xué)性能主要指的是刀具和工件的強(qiáng)度、韌性及硬度等參數(shù)。各種刀具材料按照抗彎強(qiáng)度由強(qiáng)到弱的順序排列,依次為:高速鋼>硬質(zhì)合金>陶瓷刀具>金剛石和立方氮化硼刀具;按照韌性從高到低順序排列,依次為高速鋼>硬質(zhì)合金>立方氮化硼、金剛石和陶瓷刀具;按照硬度由高到低順序排列,依次為金剛石刀具>立方氮化硼刀具>陶瓷刀具>硬質(zhì)合金>高速鋼。刀具監(jiān)控由于力學(xué)性能存在差異,刀具才能適應(yīng)各種不同工件材料的加工需求。刀具的硬度必須要高于它要加工的工件硬度,因此高硬度的工件材料,必須要用更高硬度的刀具才能進(jìn)行加工。通常,刀具材料的硬度越高,其耐磨性也就越好,但是強(qiáng)度和韌性一般不會(huì)與硬度(即耐磨性)同時(shí)表現(xiàn)高優(yōu),就如魚(yú)和熊掌不可兼得的關(guān)系。高強(qiáng)度和高韌性的刀具,硬度(耐磨性)通常較低,一般被安排用于粗加工和半精加工,如高速鋼和鈷含量高的硬質(zhì)合金刀具;而高硬度(高耐磨性)的刀具,強(qiáng)度和韌性相對(duì)較低,一般被用于精加工和高精密加工,如低鈷含量硬質(zhì)合金、立方氮化硼、金剛石和陶瓷刀具。刀具材料硬度與韌性的關(guān)系另外,同時(shí)在強(qiáng)度、韌性、硬度方面表現(xiàn)都優(yōu)秀,具備強(qiáng)大綜合高溫力學(xué)性能的刀具,特別是近幾年來(lái),刀具業(yè)界科研人員創(chuàng)新性地在硬質(zhì)合金材料中添加了超級(jí)合金(也叫高溫合金)中的關(guān)鍵耐高溫組元,不僅具有超強(qiáng)抗塑性變形能力,超強(qiáng)的抗沖擊性能,還兼具更高紅硬性的超級(jí)硬質(zhì)合金材質(zhì)刀具,是M類(不銹鋼:不銹鋼、鑄鋼)和S類(難加工材料:高速鋼、特殊合金鋼、耐熱不銹鋼、高溫合金、難熔合金)工件粗、半精、精加工的**,其切削質(zhì)量和使用壽命可比普通硬質(zhì)合金刀具提高一倍以上。而具有優(yōu)良的高溫力學(xué)性能(特指紅硬性),在高速切削下有很好的紅硬性和抗月牙洼磨損能力的刀具,則是高速切削的**之選,如TiCN基金屬陶瓷刀具就具有上述優(yōu)點(diǎn),能夠以很高的速度進(jìn)行切削,其允許的切削速度可以比硬質(zhì)合金刀具高2到10倍,適合P、M、K類(鋼、不銹鋼、鑄鐵)材質(zhì)工件的高速精加工、半精加工。
  • 2
    切削加工中產(chǎn)生的熱量,對(duì)刀具壽命有多大影響?
    工件材料的不同導(dǎo)熱性以及其它加工因素,都會(huì)對(duì)熱量的分布產(chǎn)生顯著影響。當(dāng)加工導(dǎo)熱性較差的工件時(shí),傳入刀具的數(shù)控課程熱量會(huì)增加。加工硬度較高的材料會(huì)比加工硬度較低的材料產(chǎn)生更多熱量。在通常下,更高的切削速度會(huì)增加熱量的產(chǎn)生,更高的進(jìn)給量會(huì)加大切削刃中受高溫影響的區(qū)域。影響切削區(qū)熱量的因素:刀片和工件材料的導(dǎo)熱性、切削速度和進(jìn)給量。切削刃槽型溫度水平和梯度在很大程度上決定了刀具磨損的類型和程度,以及相應(yīng)的刀具壽命。在以銑削加工為主的斷續(xù)切削工況中,刀具的嚙合弧度、進(jìn)給量、切削速度、切削刃槽型的選擇對(duì)熱量的產(chǎn)生、吸收和控制都有影響。01嚙合弧度由于銑削過(guò)程的間歇性質(zhì),切削齒只在部分加工時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生熱量。切削齒的切削時(shí)間百分比由銑刀的嚙合弧決定,而嚙合弧則受到徑向切削深度和刀具直徑的影響。不同銑削工藝的嚙合弧也不同。在槽銑中,工件材料包圍一半的刀具,嚙合弧是刀具直徑的 100%。切削刃一半的公眾號(hào):UG編程大本營(yíng)加工時(shí)間都花在切削上,因此熱量迅速積聚。在側(cè)銑中,相對(duì)較小的刀具部分與工件嚙合,切削刃有更多的機(jī)會(huì)向空氣中散熱。02切削速度為了保持切削區(qū)內(nèi)的切屑厚度和溫度與刀具在滿刀切削時(shí)的值相等,刀具供應(yīng)商制定了補(bǔ)償系數(shù),用于在刀具嚙合量百分比減小時(shí)增加切削速度。從熱負(fù)荷角度來(lái)看,嚙合弧小,切削時(shí)間可能不足以產(chǎn)生*大刀具壽命所需的*低溫度。增加切削速度通常會(huì)產(chǎn)生更多的熱量,將小嚙合弧與更高的切削速度相結(jié)合有助于將切削溫度提升至所需的水平。更高的切削速度會(huì)縮短切削刃與切屑接觸的時(shí)間,從而減少傳入刀具的熱量??傮w而言,更高的切削速度會(huì)減少加工時(shí)間并提高生產(chǎn)率。另一方面,更低的切削速度會(huì)降低加工溫度。加工中產(chǎn)生的熱量過(guò)多,降低切削速度可將溫度降至可接受的水平。03切削厚度切屑厚度會(huì)對(duì)熱量和刀具壽命產(chǎn)生極大的影響。切屑厚度過(guò)大,造成的重負(fù)荷會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的熱量和切屑,甚至導(dǎo)致切削刃斷裂。切屑厚度過(guò)小,切削過(guò)程只在切削刃的較小部分上進(jìn)行,而增加的摩擦和熱量會(huì)導(dǎo)致迅速的磨損。
  • 3
    刀具磨損以外的考慮因素
    總體刀具分析法是售出商品成本(Cost of Goods Sold, COGS)、快速換模法(Single-MinuteExchange of Die, SMED)、價(jià)值流管理(Value Stream Management, VSM)、整體設(shè)備效能(OverallEquipment Effectiveness, OEE)等研究方法的良好補(bǔ)充。刀具監(jiān)控對(duì)生產(chǎn)的影響第一步當(dāng)然是:刀具的購(gòu)置費(fèi)用。顯示了機(jī)加過(guò)程中的所有成本要素,它們的總合稱之為COGS。這些數(shù)據(jù)可以用來(lái)做車間的生產(chǎn)成本比較分析,并且可以從中找出降低成本的有效途徑,達(dá)到提高盈利的目的。刀具對(duì)于生產(chǎn)影響還體現(xiàn)在時(shí)間成本方面,其中包括機(jī)加過(guò)程中修正刀具外輪廓所需要的時(shí)間。刀具的更換和初始設(shè)定所需要的時(shí)間會(huì)通過(guò)SMED分析來(lái)研究,該技術(shù)提供了除刀具磨損和失效以外的成本分析方法。部分的時(shí)間成本來(lái)自于獲取和整理刀具,以及運(yùn)行刀具的安裝和加載程序所損耗的時(shí)間。OEE可以分析出總的制造時(shí)間成本中究竟有多少是真正有效時(shí)間。通過(guò)OEE分析可以找出浪費(fèi)源以及標(biāo)準(zhǔn)流程,從而可以減少浪費(fèi),提高生產(chǎn)力。具體來(lái)說(shuō),在OEE分析中,總的生產(chǎn)時(shí)間成本被計(jì)算出來(lái)以后,會(huì)扣除其中的計(jì)劃停機(jī)時(shí)間、不可預(yù)測(cè)的故障時(shí)間、更換配件時(shí)間、非計(jì)劃的小停頓和減速時(shí)間、廢料返工時(shí)間,剩余的時(shí)間就是真正有效的生產(chǎn)時(shí)間,會(huì)按百分比來(lái)表示。OEE達(dá)到100% ——一個(gè)不可企及的目標(biāo)——就意味著整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的流暢度達(dá)到**程度,所有產(chǎn)品都達(dá)到質(zhì)量要求,生產(chǎn)效率非常高,時(shí)間浪費(fèi)為零。VSM可以分析出整個(gè)制造過(guò)程中有哪些性能平衡改進(jìn)的工作要完成。圖三,展示了當(dāng)系統(tǒng)中一個(gè)環(huán)節(jié)的性能表現(xiàn)特別突出,以致不能與其它環(huán)節(jié)相匹配時(shí),會(huì)導(dǎo)致怎樣的后果。這就好比賽艇比賽,如果其中一個(gè)槳手的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他槳手,并不會(huì)使賽艇行進(jìn)地更快,相反還會(huì)對(duì)整個(gè)團(tuán)隊(duì)帶來(lái)一定的傷害。生產(chǎn)過(guò)程中針對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)所做的改善,都必須綜合考慮產(chǎn)量、工件的多樣性、材料特性、幾何特征、機(jī)床、夾具等因素,只有這樣才能讓整個(gè)制造過(guò)程的性能平衡度和協(xié)調(diào)度達(dá)到更高的水平。
  • 4
    立方氮化硼的主要性能、特點(diǎn)
    立方氮化硼的硬度雖略次于金剛石,但卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他高硬度材料。刀具監(jiān)控CBN的突出優(yōu)點(diǎn)是熱穩(wěn)定性比金剛石高得多,可達(dá)1200℃以上(金剛石為700~800℃),另一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是化學(xué)惰性大,與鐵元素在1200~1300℃下也不起化學(xué)反應(yīng)。立方氮化硼的主要性能特點(diǎn)如下。① 高的硬度和耐磨性:CBN晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似,具有與金剛石相近的硬度和強(qiáng)度。PCBN特別適合于加工從前只能磨削的高硬度材料,能獲得較好的工件表面質(zhì)量。② 具有很高的熱穩(wěn)定性:CBN的耐熱性可達(dá)1400~1500℃,比金剛石的耐熱性(700~800℃)幾乎高l倍。PCBN刀具可用比硬質(zhì)合金刀具高3~5倍的速度高速切削高溫合金和淬硬鋼。③ 優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性:與鐵系材料到1200—1300℃時(shí)也不起化學(xué)作用,不會(huì)像金剛石那樣急劇磨損,這時(shí)它仍能保持硬質(zhì)合金的硬度;PCBN刀具適合于切削淬火鋼零件和冷硬鑄鐵,可廣泛應(yīng)用于鑄鐵的高速切削。④ 具有較好的熱導(dǎo)性:CBN的熱導(dǎo)性雖然趕不上金剛石,但是在各類刀具材料中PCBN的熱導(dǎo)性僅次于金剛石,大大高于高速鋼和硬質(zhì)合金。⑤ 具有較低的摩擦系數(shù):低的摩擦系數(shù)可導(dǎo)致切削時(shí)切削力減小,切削溫度降低,加工表面質(zhì)量提高。
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    刀具管理系統(tǒng)有哪些功能?
    刀具作為參與制造活動(dòng)的重要輔助工具,對(duì)制造系統(tǒng)的柔性、生產(chǎn)率起著舉足輕重的作用;同時(shí),刀具又是較昂貴的消耗性資源,數(shù)量巨大、信息繁多。由于加工的需要,大量的刀具壽命頻繁地在系統(tǒng)中流動(dòng)和交換,當(dāng)系統(tǒng)需要重組時(shí),刀具配置和容量等都需要修改,因此,大量的刀具信息也隨之不斷地變化。刀具管理系統(tǒng)可以準(zhǔn)確、及時(shí)*優(yōu)地提供刀具及其組件的全部信息,能夠?qū)Φ毒哌M(jìn)行調(diào)度、管理,以實(shí)現(xiàn)數(shù)控刀具的管理和預(yù)調(diào),刀具綜合管理和預(yù)調(diào)制度的建立可以實(shí)現(xiàn)刀具參數(shù)和刀具壽命管理以及刀具的統(tǒng)一調(diào)配,縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間,降低刀具庫(kù)存量,提高刀具利用率。刀具管理系統(tǒng)利用*少的資源,在正確的時(shí)間給正確的機(jī)床提供正確的刀具。這就是為什么機(jī)械制造業(yè)需要刀具管理系統(tǒng),接下來(lái)leyu體育官網(wǎng) 再來(lái)聊聊一般的刀具管理系統(tǒng)都有哪些功能?市面上很多企業(yè)的刀具管理系統(tǒng)都是大同小異的,但是基本都是包括:刀具存儲(chǔ)管理、刀具訂貨管理、生產(chǎn)管理、系統(tǒng)維護(hù)這幾個(gè)功能的,然后每個(gè)功能還會(huì)細(xì)化出很多分支,這么做的原因也是為了讓用刀企業(yè)能夠更好地了解自己的刀具使用情況,更好的管理自己企業(yè)的刀具,為企業(yè)的生產(chǎn)管理起到很好的輔助作用。
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