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        識別和解決8種常見的刀片失效模式
        2021-05-19
        識別和解決8種常見的刀片失效模式
        刀片失效及其對生產設備的不利影響類似于運動員磨損一雙優質的跑鞋。 正如鞋子承受運動員的體重一樣,刀片反復承受著巨大應力,導致磨損和損耗。如果不進行解決,磨損會使運動員感到疼痛,并會降低制造商的加工精度和生產率。 但是,制造商可以分析所用的刀具,以盡可能延長刀具壽命和預測刀具的使用,從而保持零件的精度并減少設備性能下降。早期刀片檢查對確定失效根源至關重要,因為此時易于觀察和報告。若不采取這些重要步驟,就有可能混淆不同類型的失效模式。 為了方便刀片檢查,可以使用立體顯微鏡。立體顯微鏡具有良好的光學特性、充足的照明和至少 20 倍放大 率,因此對識別導致刀片過早磨損的失效模式非常有利。   后刀面磨損   任何類型的材料的正常磨損都可能導致刀片失效。 正常后刀面磨損是最受歡迎的磨損形式,因為它是最容易預見的刀具失效類型。后刀面磨損一般很均勻,它隨著加工材料磨損切削刃而逐漸顯現出來,類似于刀刃變鈍。   當工件中堅硬的細微夾雜物或加工硬化的材料切入刀片時,會出現正常后刀面磨損。產生這種磨損的原因包括低速切削時的磨料磨損和高速切削時的化學反應。   識別正常后刀面磨損時,會發現沿著刀片的切削刃形成一個相對均勻的磨痕。有時,工件上的金屬會擦傷切削刃,夸大了刀片磨痕的表觀尺寸。   為了減緩正常后刀面磨損,重要的是采用不會發生微崩的最硬刀片材質等級,并且使用最輕快的切削刃來減少切削力和摩擦。   另一方面,后刀面快速磨損是人們不希望見到的,因為這會降低刀具壽命,無法達到 15 分鐘的典型切削時間。在切削耐磨材料,比如球墨鑄鐵、硅鋁合金、高溫合金、熱處理后的沉淀硬化 (PH) 不銹鋼、鈹銅合金及鎢硬質合金,以及在切削非金屬材料,例如玻璃纖維、環氧樹脂、強化塑料和陶瓷時,常會出現快速磨損。   快速后刀面磨損的跡象類似于正常磨損。為了糾正快速后刀面磨損,重要的是選擇更耐磨、更堅硬或鍍層硬質合金刀片材質等級, 并確保使用適當的冷卻液。降低切削速度也非常有效,但這不符合生產需要,因為這會對加工周期帶來不利影響。   月牙洼   月牙洼常見于鐵基或鈦基合金的高速加工作業中,它屬于刀片溶解到工件切屑中的熱/化學問題。   擴散磨損與磨料磨損共同作用造成了月牙洼。 在加工基和鈦基合金時,工件切屑中的熱量會使硬質合金的成分溶解并擴散到切屑中,造成刀片頂部產生“月牙洼”。月牙洼最終會增大至足以使后刀面發生微崩、變形甚至可能導致快速的后刀面磨損。   積屑瘤   工件的碎片通過熱壓焊結到切削刃上時,會產生積屑瘤,這是切削區存在化學親和性、高壓及高溫所致。積屑瘤最終會脫落,有時隨刀片碎片一同脫落,從而導致微崩和快速的后刀面磨損。   這種失效機理常見于粘性材料、低速、 高溫合金、不銹鋼和有色金屬材料,以及螺紋加工和鉆削。積屑瘤可以通過工件尺寸或表面粗糙度的異常變化以及切削刃頂部或后刀面上出現的閃亮材料來識別。   可以通過下列方法來控制積屑瘤:提高切削速度和進給量、使用氮化物 (TiN) 鍍層刀片、合理使用冷卻液(如增加濃度),以及選用具有可減少作用力的幾何形狀和/或平滑表面的刀片。   微崩   微崩源自機械性能不穩定,通常是由不牢固的裝夾、軸承不良或主軸磨損、加工材料有硬質點或斷續切削造成。 這種現象有時會出現在意想不到的場合,例如加工那些刻意在零件上留下多孔結構的粉末冶金 (PM) 材料。 切削材料表面所含的堅硬夾雜物和斷續切削會導致局部應力集中并可能導致微崩。   在這種失效模式下,沿刀片切削刃分布的切屑非常明顯。確保機床合理裝夾、盡量減少彎曲變形、使用研磨刀片、控制積屑瘤以及采用韌性更好的刀片材質等級和/或更強壯的切削刃幾何形狀將可阻止微崩的發生。   劇烈的溫度波動與機械沖擊可能造成熱機械失效。應力裂紋會沿刀片刃口形成,最終造成刀片的硬質合金部分脫落,看起來有點類似于微崩。   熱機械失效最有可能出現在銑削作業中,有時會出現在大批量零件的斷續車削、端面加工以及采用間歇冷卻液的加工作業中。熱機械失效的跡象是出現多個垂直于切削刃的裂紋。在微崩開始前識別出該失效模式特別重要。   可通過以下方法來防止熱機械失效:正確使用冷卻液,或者,如果希望在加工工藝中完全杜絕這種失效,可使用更耐沖擊的材質等級以及降低熱量產生的槽型并降低進給量。   過多的熱量和機械負荷是刃口變形的根源。在高速和高進給情況下,或是加工硬鋼、加工硬化的表面及高溫合金時,往往會產生大量的熱。   過多熱量會造成刀片中的硬質合金粘接劑或鈷發生軟化。當刀片與工件之間的應力導致刀片變形或刀尖凹陷時會產生機械負荷,最終會折斷刀片或導致快速的后刀面磨損。   刃口變形的跡象包括切削刃變形和加工出來的工件不符合尺寸規格要求??赏ㄟ^以下方法控制刃口變形:合理使用冷卻液,使用粘接劑含量更低的更耐磨材質等級,降低加工速度和進給量,以及采用降低切削力的槽型。   當粗糙的工件表面磨蝕和刻劃刀具上的切削區深處時,將產生溝槽磨損。鑄造表面、氧化表面、加工硬化表面或不規則表面都能造成溝槽磨損。盡管磨料磨損是最常見的罪魁禍首,但在該區域也可能出現微崩。刀片切削深度線通常處于拉應力下,因此容易受到影響。   刀片切削深度處開始出現溝槽磨損和微崩時,這種失效模式會變得顯著。為防止出現溝槽磨損,關鍵是在多行程加工中改變切深,使用具有較大前角的刀具,在加工高溫合金時提高切削速度,降低進給量,小心增加切削深度處的研磨,防止積屑,尤其是加工不銹鋼和高溫合金時。   切削刃所承受的作用力超過其固有強度時,刀片將會發生機械破裂。本文所討論的任何失效模式都有可能導致機械破裂。   除了正常后刀面磨損之外,通過糾正所有其他的失效模式可避免發生機械破裂。 使用更耐沖擊的材質等級、選擇更強壯的刀片槽型、采用更厚的刀片、降低進給量和/或切深、驗證裝夾剛性以及檢查工件是否含有堅硬的夾雜物或難以切入,這些都是有效的糾正措施。   通過了解這 8 種常見的失效模式并培養失效分析技能,制造商定會受益匪淺。主要好處包括:提高生產率,改善刀具壽命及壽命一致性,改進零件的精度和外觀,減少對設備的磨損和損耗,以及降低刀片嚴重失效的可能性,從而避免生產中斷和重要工作受到影響。   山高總部設在瑞典法格斯塔市,致力于開發創新的金屬切削解決方案,并與客戶密切合作以全面理解和專注于滿足他們的需求,因此譽滿全球。我們在 50 個國家/地區雇用了 5000 多名員工,并通過培訓、發展和員工認同計劃以及開放的溝通環境來提升我們團隊成員的能力。我們的員工展現了三個核心價值觀 – 熱忱待客、家庭歸屬感和個人承諾,它定義了我們的經營之道以及我們與客戶、供應商和其他合作伙伴之間的交往方式。
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        效率優先提升五金刀具企業技術進步水平
        2021-05-19
        效率優先提升五金刀具企業技術進步水平
        從傳統工具工業基礎上發展起來的現代工具工業,為了適應新時代需要,各方面都產生了質的飛躍和變革。對現代工具工業的概貌和我們的差距取得比較客觀的共識,從而有助于我國工具工業的變革和發展。   產品   效率優先原則,是現代刀具的發展指導思想現代刀具企業最響亮的競爭口號,就是為制造業提供效率最高的切削刀具。制造業也懂得了,通過采用高效刀具提高勞動生產率來降低成本,比單純節省刀具費用更加有利。   所以,在現代刀具的制造和使用領域,“效率優先”已經代替了傳統的“性能價格比”老概念。這一變化為高技術含量的現代高效刀具的發展鋪平了道路。例如,發動機曲軸加工刀具,原來是簡單的車刀。華夏模具網指出,十多年來,在“效率優先”的推動下,加工技術不斷發展更新。   從車削到外銑削,內銑削以至到最新的車?車拉工藝,刀具的技術含量和復雜程度大大增加,效率也成倍增長,現在用戶舍得花幾十萬(人民幣,下同)買車?車拉刀,價格比以前的車刀貴幾百倍,其目的只有一個,就是提高效率。這樣,刀具的制造和使用雙方,在技術進步中取得了“雙贏”的結果。
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        加快新型刀具材料的開發與研究促進產業發展
        2021-05-19
        加快新型刀具材料的開發與研究促進產業發展
         回顧機械加工發展的歷史,可以看出刀具材料的發展起著重大的推動作用。在21世紀初刀具材料的發展將有兩個重要的趨勢。一是硬質合金刀具應用范圍繼續擴大、碳氮化鈦基硬質合金(金屬陶瓷)、超細顆粒硬質合金、梯度結構硬質合金及硬質合金與高速鋼兩種粉末復合的材料等將代替相當一部分高速鋼刀具,包括鉆頭、立銑刀、絲錐等簡單通用刀具和齒輪滾刀、拉刀等精密復雜刀具,高速鋼刀具的比例進一步減少。 ???   這樣,硬質合金將在刀具材料中占主導地位,覆蓋大部分常規的加工領域。二是超硬刀具材料的使用將明顯增加,CBN由于硬高度、化學穩定性好、熱膨脹系數小、導熱率高等優點,將成為高速加工黑色金屬、難加工材料以及進行干切削、硬切削的主要刀具材料。 ???   隨著其韌性的進一步改善,它在切削刀具中的比例將有很大的提高。此外,CBN還是對黑色金屬實現超高速切削,突破C.Salomon提出的臨界速度,從本質上改善切削過程最有希望的刀具材料。PCD和單晶金剛石是高效精密加工有色金屬、陶瓷、玻璃、石墨等非金屬材料最佳的刀具。隨著汽車、航空航天、電子、軍工等部門對這些材料需求的增加,PCD的應用也將更加廣泛。
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        金屬切削刀具的制造與應用技術發展情況探討
        2021-05-19
        金屬切削刀具的制造與應用技術發展情況探討
        數控機床以及刀具的發展,都圍繞著穩定質量、提高效率、降低成本和保證用戶使用等幾個方面來實現其追求效率的目標。近年來來全球范圍內金屬切削刀具的制造和應用技術方面均有了長足進展。   數控機床和難加工材料的發展給金屬切削效率的提升不斷增加新的壓力,從而使得在影響金屬切削發展的諸多因素中起著決定性作用的刀具材料和涂層技術不斷進步;新的刀具綜合應用理念--系統工程開始出現,開始注重更加緊密的合作;刀具服務和管理也開始向著專業化前進,刀具專業服務和管理公司大規模出現;刀具設計應用了切削仿真技術,預先計算出實際切削時的切削力和切屑的溫度;刀具結構向著提升切削系統剛性、降低切削力,避免產生系統共振的角度發展。   面對這些,中國刀具企業和刀具本身有了實質性的進步。但是在世界金屬切削刀具市場中,中國的刀具仍處于十分弱勢的地位,發展壯大還需要走很多的路,需要整個行業一起努力。   數控刀具的進步,需要從資金和技術實力上加大重視程度,國家和企業也需要加大基礎研究投入,牢固的基礎研究是推動企業發展的強勁動力,現在許多企業熱衷于發展見效快的項目產品,而忽略了基礎研究。目前行業內建立了許多各種名目的研究開發中心、工程中心,但是,迄今為止,還沒有看到這些中心在現代高效刀具的基礎技術研究方面有所進展。一些研發中心,在引進技術的消化吸收工作方面表現甚好,但真正的自主創新能力依然存在問題。   數控刀具的進步,需要企業增加技術研發資金投入,提高自主創新能力。在過去的幾十年,從刀片技術、涂層技術、刀具制造技術到刀具應用技術,不管是模仿來還是引進技術,中國的刀具制造商都為自己建立起來了一定的技術積累。在這個基礎之上,刀具企業還應當吸收制造業中的新理念,通過自主創新研發提高自身競爭力。   數控刀具的進步,需要有一批勇于奉獻、眼光長遠的企業掌舵者和良好的企業管理機制,這樣中國刀具才能丟掉自身體制上枷鎖,不著眼于小利和眼前利益,能從長遠之處看到刀具發展的未來趨勢,通過增加技術研發資金、培養技術人才、儲備技術開積累,逐漸將生產重點移向高端產品市場。   同樣,數控刀具的進步,還需要有一個良好的市場競爭機制,整個制造廠商給予的使用機會和足夠的信任,包容、看到、承認甚至幫助他們的進步,才能使數控刀具不斷進步。
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        車削精密刀具的特點和使用材料
        2021-05-19
        車削精密刀具的特點和使用材料
        賽燈熄滅,比賽開始,滿檔,230匹馬力的引擎發出如虎嘯般轟鳴聲,賽車手踩下油門重力前傾,2.6秒后速度已至100千米/每小時。5秒之后,寶馬新SUTER以每小時200千米的速度如雷鳴般飛馳在瀝青賽道上。如此的神速足以讓任何一位保時捷賽車手們為之震撼,因為要達到如此性能,對于賽車手及摩托賽車,都必須達到極高的水準。賽車手要為此付出超出常人的艱苦訓練,而賽車必須配備高質量的系統保證其高速安全運行。   其實,瑞士巴索潤滑有限公司在此領域已有研究。對于制造商而言,刀具及金屬切削液的費用只占一臺新機床的極小一部分,因此制造商不會專注于金屬切削液對于不同材質工件加工與刀具的巨大影響,也很容易低估正確的切削液對于工件加工的影響,更有甚者,他們認為切削液只是切削過程中增加企業加工成本的魔鬼。巴索瑞士潤滑有限公司技術中心總監ChristophWüthrich先生強調,在此行業,切削液的選擇至關重要。   巴索技術中心   讓我們走進設立于瑞士Hasle-Rüegsau巴索總部的技術中心,它將為您闡述金屬切削液在加工過程中的重要性以及對于機械加工工藝的影響。技術總監ChristophWüthrich先生介紹到,在300平方米的中心,巴索公司需要根據客戶的加工工藝及工件進行針對性的測試,此類研究測試就如同“在草剁中尋覓一根針”般艱苦,因為不同性能的金屬切削液由不同的添加劑配制而成。   測試結果概述   選擇正確的金屬切削液對于刀具的使用壽命起決定作用,對于相同材質的工件,使用壽命可以增加至15倍。至于刀片方面,則具有戲劇性的差異,即使使用相同的金屬切削液和切削參數,刀具使用壽命依然有20倍的差異。鈦合金鏜孔最佳測試組合:瑞士KAISER655.389配瑞士巴索B-Cool755。 ??? ——本信息真實性未經證實,僅供您參考
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