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    總體刀具失效分析法
    刀具就自身特性而言是一種消耗品,磨損到一定程度之后就無(wú)法使用。傳統(tǒng)的金屬切削管理方法僅僅引入了磨損分析,重點(diǎn)放在刀具材料的修整、幾何形狀優(yōu)化和機(jī)加參數(shù)的設(shè)定上,目的是提高刀具壽命,進(jìn)而增加單件刀具產(chǎn)出工件的數(shù)量。要提高制造過(guò)程的整體效率,并不是經(jīng)過(guò)一步刀具磨損分析就可以輕松達(dá)成的,還要考慮方方面面的因素。刀具磨損檢驗(yàn)固然重要,但是更全面的“總體”刀具失效分析法在整個(gè)制造過(guò)程中更為重要??傮w刀具失效分析法(GTDA)超越了基本的刀具磨損檢驗(yàn)范疇,包括了影響刀具壽命的多種因素,比如,刀具修整所花費(fèi)的時(shí)間、磨損以外的問(wèn)題、生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)學(xué)問(wèn)題、車間的組織架構(gòu)、操作人員的工作態(tài)度和預(yù)期、數(shù)據(jù)流的管理和制造總成本控制。GTDA通過(guò)分析對(duì)車間中大量的、隨機(jī)選擇的、使用過(guò)的刀具的定期評(píng)估數(shù)據(jù),總結(jié)出每一把刀具對(duì)于整體生產(chǎn)效率的貢獻(xiàn)和影響。整體制造過(guò)程刀具磨損研究,通常只局限于某個(gè)特定加工過(guò)程中的單一刀具。但是,要使生產(chǎn)效率*大化,就必須考慮到整個(gè)車間中的所有切削過(guò)程所涉及到的所有刀具。制造過(guò)程起始于獲取原材料和設(shè)定生產(chǎn)計(jì)劃,要完成這一步驟,需要充分利用工人的技術(shù)和能力,也需要一定的資本投入。這一過(guò)程運(yùn)作得好,就會(huì)是一個(gè)價(jià)值增加、價(jià)值固化過(guò)程,運(yùn)作得不好,就會(huì)造成資金、時(shí)間和智力資源的浪費(fèi)等一系列的生產(chǎn)損失,進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的雙重下滑。
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    如何正確認(rèn)識(shí)數(shù)控加工的刀具壽命?
    在數(shù)控加工中,刀具壽命是指從開(kāi)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。刀尖加工時(shí)間是刀具公司計(jì)算刀具壽命的主要考核指標(biāo)。一般以每個(gè)刀刃連續(xù)加工15-20分鐘為刀具的使用壽命。刀具壽命由每個(gè)公司在實(shí)驗(yàn)室中相對(duì)理想的狀態(tài)下測(cè)算出來(lái)。根據(jù)不同的工件材質(zhì)、不同的切削深度和進(jìn)給量,按每個(gè)刀刃連續(xù)加工15-20分鐘進(jìn)行計(jì)算,算出相應(yīng)的線速度與進(jìn)給的關(guān)系,即構(gòu)成了相應(yīng)的切削參數(shù)表,所以每家公司的切削參數(shù)表也都不相同。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。 
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    關(guān)于刀具磨損之“不良”磨損
    刀具磨損是切削加工中基本的問(wèn)題之一。了解刀具磨損的形式和原因,可以幫助leyu體育官網(wǎng) 在日常作業(yè)中延長(zhǎng)刀具使用壽命,避免施工異常。鋼質(zhì)刀體沖蝕嚴(yán)重 狀況:相對(duì)于刀尖,鋼質(zhì)刀體和墊片已經(jīng)嚴(yán)重磨損。從圖片可以看出,刀具旋轉(zhuǎn)狀況良好。原因和結(jié)果:導(dǎo)致這種形態(tài)磨損的原因之一是在大行走速度下銑刨松軟材質(zhì)。這種銑刨條件往往會(huì)導(dǎo)致刀體磨損嚴(yán)重,刀尖磨損輕微。解決辦法:一是使用刀體較大或刀尖直徑較大的刀具;二是降低銑刨時(shí)的行進(jìn)速度。刀尖斷裂原因和結(jié)果:首先可能是機(jī)械過(guò)載,例如被銑刨的路面上有不能被銑切或破碎的堅(jiān)硬物體或材料,如鋼筋、大石塊或井蓋等。其次可能是銑刨過(guò)程中因熱量聚集過(guò)多導(dǎo)致的熱過(guò)載,刀頭銑切時(shí)灑水量不足會(huì)導(dǎo)致這種狀況。解決辦法:因機(jī)械過(guò)載導(dǎo)致的損壞難以避免,因?yàn)樵阢娕僦發(fā)eyu體育官網(wǎng) 不能夠探測(cè)出路面基層中的鋼筋或者大石塊。為避免熱過(guò)載,應(yīng)該檢查灑水系統(tǒng)(水泵、噴灑梁及其零部件,如噴嘴和濾清器等)。另一個(gè)可能的解決辦法是降低銑刨機(jī)的行進(jìn)速度,因?yàn)樾羞M(jìn)速度以及銑刨鼓的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定了刀具的銑切長(zhǎng)度。銑切長(zhǎng)度越長(zhǎng),摩擦力越大,這也會(huì)*終導(dǎo)致刀具過(guò)熱。當(dāng)可能會(huì)出現(xiàn)高沖擊負(fù)荷時(shí),使用GENERATION Z刀具也可以達(dá)到較好的效果。遭受巨大沖擊負(fù)荷時(shí),由于它的韌性和抗沖擊能力顯著提高,碳化物刀尖的低硬度也相對(duì)提高。過(guò)度縱向磨損狀況:刀具完全磨損,已超出*大使用壽命,因?yàn)榈毒呱弦呀?jīng)沒(méi)有任何用于銑刨的碳化物材料。沒(méi)有墊片和刀頭的保護(hù),或許刀座已被嚴(yán)重?fù)p壞。原因和結(jié)果:刀具早已過(guò)度磨損,但是發(fā)現(xiàn)太晚。解決辦法:為防止錯(cuò)過(guò)更換刀具的*佳時(shí)間,銑刨作業(yè)暫停時(shí)應(yīng)進(jìn)行常規(guī)檢查。旋轉(zhuǎn)不佳狀況:圖片中是配有鉛筆狀刀尖的刀具,刀頭和刀尖發(fā)生了嚴(yán)重偏磨,這很可能是刀頭旋轉(zhuǎn)不充分導(dǎo)致的。原因和結(jié)果:旋轉(zhuǎn)不充分的原因之一是刀座內(nèi)孔存有異物,供水不足時(shí)也會(huì)發(fā)生這種情況。另一個(gè)原因可能是刀座過(guò)度磨損導(dǎo)致刀頭旋轉(zhuǎn)不佳。解決辦法:首先,檢查灑水系統(tǒng)的狀況。其次,更換刀頭時(shí),必須清潔刀座內(nèi)孔,并確保刀座的接觸面沒(méi)有發(fā)生偏磨??ɑ赡p狀況:此圖是一個(gè)傳統(tǒng)型卡簧,因其設(shè)計(jì)(不帶雙向止動(dòng)功能)問(wèn)題,長(zhǎng)時(shí)間使用后會(huì)發(fā)生變形。原因和結(jié)果:刀具使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。即使從刀頭和刀尖無(wú)法看出,從墊片和卡簧的磨損程度也可以判斷出來(lái)。解決辦法:為普遍降低這種風(fēng)險(xiǎn),維特根刀具都采用了雙向止動(dòng)功能(精確控制縱向間隙)。
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    刀具切削速度與厚度
    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。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。銑削中產(chǎn)生的切屑的厚度會(huì)隨著切削刃進(jìn)出工件而不斷變化。因此,刀具供應(yīng)商采用“平均切屑厚度”的概念來(lái)計(jì)算旨在保持*高效切屑厚度的刀具進(jìn)給量。確定正確的進(jìn)給量所涉及的因素包括:刀具的嚙合弧或徑向切削深度以及切削刃的主偏角。嚙合弧越大,產(chǎn)生理想平均切屑厚度所要求的進(jìn)給量就越小。同樣,刀具的嚙合弧越小,獲得相同切屑厚度就需要更高的進(jìn)給量。刀具的切削刃主偏角也會(huì)影響進(jìn)給要求。當(dāng)切削刃偏角為 90°時(shí),切屑厚度*大,因此,為了達(dá)到相同的平均切屑厚度,減小切削刃主偏角就需要提高進(jìn)給量。
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    要提升鎢鋼銑刀的使用壽命要注意以下方面
    (1)合理選擇切削用量。切削用量影響鎢鋼銑刀的耐用度,切削深度和進(jìn)給量過(guò)大,切削力增加,鎢鋼銑刀的磨損也會(huì)加快。所以leyu體育官網(wǎng) 選擇合理的切削用量也是能夠延長(zhǎng)鎢鋼銑刀的使用刀具壽命的。(2)改進(jìn)鎢鋼銑刀幾何角度。鎢鋼銑刀角度及刀刃形狀影響著切削力的變化。如前角度增大時(shí),切屑變形小,切削輕快、切削力及切削熱下降。在保證鎢鋼銑刀有足夠強(qiáng)度的前提下,應(yīng)盡量取較大前角,主偏角縮小時(shí),刀刃參加切削的長(zhǎng)度增加,使切削熱相對(duì)分散,且刀尖角增大,可使切削溫度下降。(3)把握與調(diào)整*佳切削條件,設(shè)定良好的切削條件并給予維持。通過(guò)振動(dòng)分析等了解附件切削狀態(tài),并適時(shí)進(jìn)行調(diào)整,使鎢鋼銑刀有良好的工作環(huán)境。一旦鎢鋼銑刀更換對(duì)尺寸必須進(jìn)行調(diào)整,保證緊固件條件和切削條件的適當(dāng)。(4)合理選擇銑刀刀具材料。工件材料及加工條件對(duì)鎢鋼銑刀的切削性能影響很大。加工不同的材料,要懂得選擇不同的刀具,才能適應(yīng)切削加工的要求。
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