刀具磨損
關注創建者：simjoy 創建時間：2019-12-22
刀具磨損的視頻教程
航空制造中的切削溫度與殘余應力控制：高溫合金與鈦合金加工
隨著我國航空航天等技術密集型產業飛速發展，各種超耐熱、耐磨損、耐腐蝕合金等難切削材料的精密制造需求日益突出。高溫合金如 GH4169 及鈦合金作為航空航天領域關鍵結構材料，其加工過程面臨切削溫度高、刀具磨損快、表面質量控制難等共性問題。GH4169 鎳基高溫合金和鈦合金均屬于典型難加工材料。工程實踐表明，零部件疲勞破壞多起源于表面或近表面區域，加工表面完整性已成為評價制造質量的核心指標。
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切削加工有限元仿真技術的現狀與展望
以鈦合金、高溫合金為代表的關鍵結構材料，因其高強度、高硬度及優良的耐高溫性能，在航空航天、能源裝備等領域不可或缺，但其加工過程中普遍存在切削力大、刀具磨損快、表面質量難以控制等問題，傳統試錯法已無法滿足現代制造對效率與精度的雙重需求。 有限元仿真技術作為連接理論分析與實際生產的橋梁，通過建立材料本構模型、刀具-工件接觸模型及熱力耦合模型，能夠在虛擬環境中精確模擬切削過程的動態行為。
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刀具磨損的實例教程
切削加工中的刀具損壞會造成工件報廢，同時也會極大的降低刀具的使用效率、增加生產成本，因此如何準確地預報刀具的磨損對于企業的成本控制和效率提升都具有重要的指導意義。
刀具磨損預測方法主要有三種：經驗公式、解析法和數值模擬。
目前主要是利用刀具耐用度的經驗公式，但是這些公式的應用范圍有限，如果切削加工中的某些工況，如刀具角度、工件材料和切削方式等發生變化，則公式中的系數就不再適用，必需通過大量切削試驗重新確定，因此該種方法難以適應目前高速切削技術及新材料的快速發展；
解析法需要用到刀具應力、刀具溫度、切屑速度、切屑寬度等物理量，而這些物理量的準確值難以獲取且結果與實際存在一定的偏差，因此限制了該種方法在刀具磨損預測中的應用；刀具的磨損是復雜的彈塑性變形動態過程，利用傳統的經驗公式和解析方法已經很難對刀具磨損機理進行定 量的分析和研究。
隨著計算機軟硬件技術的發展，通過有限元方法模擬刀具的磨損已經成為可能，并且仿真結果具有直觀、形象的優點，這些為刀具磨損機理的研究及刀具結構的設計提供了理論依據，下面我們就刀具磨損仿真的相關技術進行個簡單介紹，僅供大家參考，歡迎交流。
1.刀具磨損模型
刀具磨損模型主要描述的是刀具體積損失率與切削面溫度、相對滑動速度 、接觸壓力以及切削工況參數之間的關系。常用磨損模型有兩種，分別是Archard 模型和Usui模型。
1）Archard 模型主要適用于硬質材料相對與軟質材料摩擦過程中軟質材料的磨損狀況分析，如機床導軌的磨損分析、曲軸軸頸的磨損分析等，具體模型如下:
式中：p 為正壓力，v 為工件材料相對于刀具的滑動速度，H 為刀具材料的硬度，a、b、c、K 為實驗修正系數。
展開 刀具磨損是切削加工中最基本的問題之一。了解刀具磨損的情況和原因，可以幫助刀具制造商以及用戶延長數控刀具壽命。現在的數控刀具都會采用涂層技術（包括采用新的合金元素），這進一步有效的延長了刀具的使用壽命，同時可以顯著提高生產率。下文對刀具磨損做了詳細梳理，盡管某些例子有點老，相信會對你有所啟發。
01.刀具磨損機理介紹
在金屬切削加工中，產生的熱量和摩擦是能量的表現形式。由很高的表面負荷以及切屑沿刀具前刀面高速滑移而產生的熱量和摩擦，使刀具處于一種極具挑戰性的加工環境中。
切削力的大小往往會上下波動，主要取決于不同的加工條件（如工件材料中存在硬質成份，或進行斷續切削）。因此，為了在切削高溫下保持其強度，要求刀具具有一些基本特性，包括極好的韌性、耐磨性和高硬度。
盡管刀具/工件界面處的切削溫度是決定幾乎所有刀具材料磨損率的關鍵要素，但要確定計算切削溫度所需的參數值卻十分困難。不過，切削試驗的測量結果可以為一些經驗性的方法奠定基礎。
通常可以假定，在切削中產生的能量被轉化為熱量，而通常這些熱量的80％都被切屑帶走（這一比例的變化取決于幾個要素——尤其是切削速度）。其余大約20％的熱量則傳入刀具之中。即使在切削硬度不太高的鋼件時，刀具溫度也可能會超過550℃，這是高速鋼在硬度不降低的前提下能夠承受的最高溫度。用聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具切削淬硬鋼時，刀具和切屑的溫度通常將超過1000℃。
02.刀具磨損與刀具壽命
刀具磨損通常包括以下幾種類型：后刀面磨損、刻劃磨損、月牙洼磨損、切削刃磨鈍、切削刃崩刃、切削刃裂紋、災難性失效。
對于刀具壽命，并沒有被普遍接受的統一定義，通常取決于不同的工件和刀具材料，以及不同的切削工藝。定量分析刀具壽命終止點的一種方式是設定一個可以接受的最大后刀面磨損極限值（用VB或VBmax表示）。
展開 目前已經完成金屬切削過程中的刀具磨損仿真，通過ABAQUS實現，具體流程的程序可以聯系QQ2014815906
北京固本科技有限公司，是一家提供工業磨損、腐蝕專業解決方案的公司。公司以熱噴涂、堆焊等新技術和粉芯絲材、藥芯焊絲、特種復合金屬等新材料為核心，為工業設備及零部件的磨損、腐蝕問題提供專業解決方案。
刀具為垃圾撕碎機上最重要組成部分，其使用壽命直接影響垃圾撕碎機的性能。北京固本針對垃圾撕碎機刀具磨損原因，研發生產專用耐磨焊絲，堆焊制造撕碎機耐磨刀具。堆焊后刀具耐磨性、韌性好，撕碎效率高，維護成本低。
圖6 硬質合金刀具的切削力經驗公式參數
綜上所述，刀具磨損初期，切削速度增加使切削力從整體上減少；刀具磨損后，切削速度增加使切削力從整體上增加。因此，在切削速度較高時，切削一定距離后，刀具磨損急劇增加。
4 結束語
通過實驗及結果分析可知，在切削一個工件長度150mm后，金屬陶瓷刀具的切削力較大，原因是斷續切削加工時，相同切削距離下金屬陶瓷刀具的磨損更加嚴重。刀具磨損初期，切削速度增加使切削力從整體上減少；刀具磨損后，切削速度增加使切削力從整體上增加。從切削力的角度判定，2種刀具適合在切削速度230m/min左右使用，金屬陶瓷刀具不適合在高速斷續切削中使用。
本文發表于《金屬加工（冷加工）》2021年第2期第67~70頁，作者：山西煤礦機械制造股份有限公司 陰磊，原標題：《兩種刀具銑削淬硬不銹鋼的切削力分析》。
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刀具磨損的最新內容
在潤滑冷卻方面，它通過硫化豬油與脂肪酸酯復配極壓抗磨劑，可以減少刀具磨損35%以上，同時導熱系數達0.15W/(m·K)，能快速帶走加工熱量，保障工件精度和光潔度。產品采用環保配方，不含亞硝酸鹽，通過ISO14001環境管理體系認證，低泡沫無異味，對操作人員皮膚友好，也符合環保法規要求。
工業切削液規范換液操作指南1個月前
換液并非簡單排空加注，需遵循標準化流程，避免因操作不當導致設備腐蝕、刀具磨損或加工精度下降。 換液前需做好準備工作，先停機斷電并懸掛警示標識，確認設備處于安全狀態。清理機床工作臺、夾具及周邊金屬碎屑，避免雜質混入新液。準備好專用廢液收集桶、高壓清洗機、防護手套、pH 試紙等工具，嚴格按照環保要求存放廢液，禁止隨意排放。
第一步是徹底排空舊液。
沉降型切削液的性能特點與應用解析2個月前
相較于普通切削液易因雜質懸浮導致的油液渾濁問題，沉降型切削液能始終保持上層液的清潔度，減少雜質在刀具、工件表面的粘附，有效避免工件表面劃傷、刀具刃口磨損等問題，保障基礎加工精度。
切削液在金屬加工中的核心作用解析2個月前
切削液能在刀具與工件的接觸表面形成一層均勻、致密的潤滑膜，有效降低接觸部位的摩擦系數，減少金屬之間的直接接觸，緩解切削過程中的摩擦阻力，讓切削、磨削動作更順暢，同時能減少刀具的磨損，延長刀具的使用壽命，也能提升工件表面的光潔度，保障加工精度。 冷卻作用是切削液的重要功能，用于解決加工中的高溫問題。
切削液的主要應用行業解析2個月前
如機床床身加工、齒輪軸類切削、精密模具打磨等環節，會根據工藝需求選用全合成、微乳半合成等不同類型的切削液，適配重負荷切削、精密磨削等不同工況，有效減少刀具磨損，保障工件加工精度。
汽車及零部件制造行業對切削液的需求大且要求高。
判別切削液品質的核心指標詳解2個月前
潤滑抗磨性是核心，優質切削液能在刀具與工件表面形成致密穩定的潤滑膜，可通過抗磨測試判定，指標達標者能有效減少刀具磨損、避免粘刀崩刀，保障工件表面精度；潤滑性不佳的切削液會導致加工表面出現毛刺、劃痕，大幅縮短刀具壽命。冷卻性能要求切削液具備良好的熱傳導性，能快速帶走加工產生的熱量，防止工件與刀具過熱變形，尤其適配高速、重負荷切削工況。
工業切削液品質優劣的實用鑒別方法2個月前
潤滑性方面，可通過簡單的試用對比，優質切削液能有效減少刀具與工件的摩擦，加工過程中無明顯刺耳噪音，工件表面無劃痕、毛刺，刀具磨損速度慢；劣質切削液則易出現干磨、粘刀現象，加工后工件表面精度差，刀具易崩刃、磨損。
工業切削液的科學選用指南2個月前
加工碳鋼、鑄鐵等黑色金屬時，需優先選擇兼具良好防銹性與抗磨性的切削液，避免工件加工后出現銹蝕，同時減少刀具磨損；加工鋁合金、銅合金等有色金屬時，要選用無腐蝕性、清潔性出眾的切削液，防止材質氧化、工件表面出現斑點或色差；對于高強度、高硬度的特種合金加工，需側重高溫穩定性強、抗磨性優異的切削液，滿足高負荷加工的潤滑需求。
工業切削液正確使用指南2個月前
如高強度金屬硬切削需側重抗磨性強的切削液，精密光學零件加工則需選擇清潔性能出眾的品類，同時要匹配 CNC 數控機床、高速車床等設備的工況需求，避免因選型不當導致潤滑不足、刀具磨損或工件表面精度不達標。
未使用切削液時，刀具與工件、切屑之間的干摩擦會產生巨大阻力，不僅增加設備動力消耗，還會加劇刀具磨損，出現粘刀、積屑瘤等問題，導致工件表面出現劃痕、毛刺，降低表面光潔度。切削液能在刀具與工件接觸表面形成一層潤滑膜，有效減少摩擦系數，降低切削阻力，讓切削過程更順暢，既延長了刀具的更換周期，減少刀具采購成本，又能提升工件的加工精度與表面質量，減少后續打磨、修復等工序。
