一文搞懂数控刀具寿命管理? 邓经理

刀具寿命( T )定义为刀具磨损达到规定标准时的总切削时间(单位为min)。 生产中常采用达到正常磨损 VB = 0.3mm 时的刀具寿命。有时也采用在规定加工条件下,按质完成额定工件数量的可靠性寿命;在自动化生产中为保持工件尺寸精度的寿命,通常用达到该尺寸精度的工件数量来表示;刀具达到规定承受冲击次数的疲劳寿命等。

影响刀具寿命的因素

  1. 切削速度( v_c ) 提高切削速度( v_c ),使切削温度增高、磨损加剧,而使刀具寿命( T )降低。若规定达到( VB = 0.3mm )时,通过切削实验,找出v_c—T 的函数关系式为 :

公式中  m ——v_c 对 T 的影响程度指数。 m 由切削实验求出,例如在车削碳钢和灰铸铁时( m )值为

  • 硬质合金焊接车刀   m = 0.2
  • 硬质合金可转位车刀  m = 0.25 \sim 0.3
  • 陶瓷车刀   m = 0.4 。

由公式可知,若使用硬质合金可转位车刀加工45钢,当v_c = 100m/min时,T = 60/min;如果v_c =150m/min,则T = 12/min,切削速度增加了0.5倍,而刀具寿命缩短到原来的 1/5 。由此可知,切削速度对刀具寿命影响是非常显著的。

  1. 进给量 f 与背吃刀量 a_p 。
  1. f 和a_p 增大,均使刀具寿命降低,但 f 增大后,切削温度升高量较多,故对T 影响较大; a_p 增大,改善了散热条件,故使切削温度上升少,因此对T 影响较小。
  2. 刀具几何参数 在刀具几何参数中,影响刀具寿命的因素主要有:前角( \gamma_o )、主偏角( \kappa_r )、副偏角( \kappa’r )和刀尖圆弧半径( r\varepsilon )。增大( \gamma_o ),切削温度降低,刀具寿命延长,但前角太大,强度低,散热差,刀具寿命反会缩短,因此,在一定的加工条件均有一个最佳前角值,该值可由生产实践和切削实验求得。前角对切削温度影响和对刀具寿命的影响规律是相同的。 减小主偏角( \kappa_r )、副偏角( \kappa’r )和增大刀尖圆弧半径( r\varepsilon ),都能起到提高刀具强度和降低切削温度的作用,因此,均有利于延长刀具寿命。
  3. 工件材料 加工材料的强度、硬度和韧性越高,切削时均能使切削温度升高,刀具寿命缩短
  4. 刀具材料 刀具材料是影响刀具寿命的重要因素,例如刀具材料的热导率和耐磨性越高,切削时刀具寿命越长,因此,选用涂层刀具和高性能刀具材料,是延长刀具寿命的有效途径。

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