干切削过程刀具磨损 破损监测与分析

一、干切削过程刀具磨损 破损监测与分析

干切削过程刀具磨损是制造业者们经常面临的一个问题，因为磨损的刀具会影响加工质量和工作效率。在生产过程中，刀具磨损不可避免，但是通过监测和分析磨损情况，制造业者可以及时采取措施来延长刀具的使用寿命。

磨损监测的重要性

刀具磨损是切削加工过程中的常见现象，但是磨损的程度对于加工质量和效率有着直接的影响。正常磨损的刀具可以保持良好的切削效果，但一旦磨损超过一定程度，刀具将会变钝，加工质量下降，还可能引发工件损坏的风险。

因此，通过监测刀具的磨损情况，生产管理者可以及时了解刀具的使用状态，并根据磨损程度来决定是否需要更换刀具。这样不仅可以保证切削加工的质量，还能够提高生产效率，减少停机时间和材料浪费。

磨损监测方法

目前有多种方法可以监测刀具的磨损情况，常用的包括：

• 视觉检查：通过肉眼观察刀具的表面状况，如刀刃是否磨损、是否出现划痕等来判断磨损程度。这种方法简单易行，但准确度相对较低。
• 测量仪器：使用一些专业的测量仪器，如显微镜、投影仪等，可以对刀具进行更精确的测量和分析。这种方法准确度较高，但需要一定的专业知识和设备。
• 传感器监测：利用传感器技术，将传感器固定在刀具上，实时监测刀具的磨损情况。这种方法可以自动化监测，准确度较高，但需要一定的技术支持。

磨损分析与控制

磨损的刀具不仅会影响加工质量，还会增加切削力、工件表面粗糙度等问题。因此，在监测到刀具磨损后，制造业者需要进行磨损的分析与控制。

磨损分析主要包括磨损类型的分类和磨损机理的研究。通过分析刀具的磨损类型，可以确定刀具磨损的原因，进而采取相应的措施进行磨损控制。磨损机理的研究可以帮助制造业者更好地了解切削过程中刀具与工件的摩擦、磨损规律，从而优化切削工艺，提高刀具的使用寿命。

延长刀具使用寿命的方法

为了延长刀具的使用寿命，制造业者可以采取以下措施：

• 选择合适的刀具材料和涂层：不同切削材料和加工条件对刀具的磨损程度有着不同的影响。因此，在选择刀具时，应根据具体的加工要求和工件材料来选择合适的刀具材料和涂层。
• 优化切削工艺参数：合理的切削速度、进给量和切削深度可以降低刀具的磨损程度。制造业者可以通过工艺优化来减少冲击和磨损，从而延长刀具的使用寿命。
• 定期维护与检查：定期对刀具进行维护和检查，及时清理刀具上的切屑和润滑。这可以保持刀具的良好工作状态，延长使用寿命。
• 合理刀具刀具管理：建立刀具管理制度，对刀具进行分类和编号，并进行定期盘点和更替。这样可以及时发现刀具的磨损情况，并采取相应的措施。

总结

刀具磨损是制造业者需要面对和解决的重要问题。通过磨损的监测和分析，制造业者可以及时了解刀具的使用状态，采取相应的措施来延长刀具的使用寿命，提高加工质量和生产效率。

二、刀具磨损定义？

刀具磨损是指刀具摩擦面上的刀具材料逐渐损失的现象。刀具磨损的形态一般有以下两种情况，有时是两种磨损兼有：

1 前刀面磨损 当切削塑性材料时，切削厚度和切削速度都比较大时，切屑在前刀面会磨损出洼凹，这个洼凹称“月牙洼”。

“月牙洼”产生的地方是切削温度最高的地方2 后刀面磨损 由于切削刃的刃口钝圆半径对加工表面的挤压与摩擦，在切削刃的下方会磨损出一条后角等于零的沟痕，这就是后刀面磨损。

在切削速度较低、切削厚度较小的情况下，切削脆性材料时，将会发生后刀面的磨损。

三、机床刀具分类？

刀具按加工方式和具体用途分为：车刀、孔加工刀具、铣刀、拉刀、螺纹刀具、齿轮刀具、自动线及数控机床刀具和磨具等几大类型。

刀具还可以按其它方式进行分类，如按所用材料分为高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼（CBN）刀具和金刚石刀具等；

按结构分为整体刀具、镶片刀具、机夹刀具和复合刀具等；按是否标准化分为标准刀具和非标准刀具等。

四、机床主轴磨损？

答，机床主轴磨损基本都是轴不正引起的。

五、如何判断刀具磨损？

判断刀具磨损，我觉得无非是两种方式。

1.通过经验判断，结合机床的刀具寿命管理功能以及批量加工得出的经验，刀具在使用多长时间或者多少次之后自动提醒刀具寿命结束，这种需要加工人员有足够的加工经验，算是人工大数据分析的结果。

2.现在的机床这么先进，当然可以想办法让机床一边加工一边自动进行磨损量的检测，最常用的方法就是给机床安装刀具监测系统，常见的品牌有：意大利马波斯ARTIS、德国蒙特利、法国digital way的WATTPILLOTE、德国的BK米克罗，国内的品牌有吉兰丁，他们的工作原理都差不多，就是将检测装置安装在主轴控制器的输出端，用来监测主轴加工过程中的电流。加工之前进行试切的过程中，将每把刀具的正常加工扭矩曲线记录在检测系统的控制器中，正常加工过程开始后，监测系统实时将加工曲线与标准曲线进行对比，如果超出了设定的误差范围，则说明刀具出现了问题，可以用来判断刀具的折损、磨损，也可以用来防止二次加工。

六、如何减少刀具磨损？

1、刀具寿命表（以加工工件数量为依据），一些高端装备制造业或者单品批量生产企业用它来指导生产，此方法适合加工工件昂贵的航空航天，汽轮机，汽车关键部件如发动机等生产企业。

2、看加工，如果加工过程中，冒断续的无规则火星，说明刀具已经磨损，可根据刀具平均寿命及时换刀。

3、看铁屑颜色，铁屑颜色改变，说明加工温度已经改变，可能是刀具磨损。

4、看铁屑形状，铁屑两侧出现锯齿状，铁屑不正常卷曲，铁屑变得更细碎，这些现象都是刀具磨损的判断依据。

5、看工件表面，出现光亮痕迹，但粗糙度并和尺寸并没有大的变化，这其实也是刀具已经磨损。

6、听声音，加工震动加剧，刀具不快时候会产生异响。这时要留意避免“扎刀”，造成工件报废。

7、观察机床负载，如有明显增量变化，说明刀具已经磨损。 此外，刀具切出时工件产生毛边严重，粗糙度下降，工件尺寸变化等等明显现象也是刀具磨损的判定标准。

七、刀具摆动与刀具磨损的关系？

1.刀具加快磨损，2，对主轴寿命有影响，3，工件表面质量差，4，工件精度不一致，导致加工时效性加长

刀摆太大会影响主轴振动，会传递给刀尖，刀尖与工件表面会产生共震，故加快刀具磨损，2，会影响工件表面光洁度，3，刀具加快磨损，肯定会影响工件精度，想想也知道了

八、机床刀具夹紧原理？

机床刀具的夹紧原理是通过刀具夹持装置将刀具固定在机床上，以便进行加工操作。常见的机床刀具夹紧原理有以下几种：

1. 机械夹紧原理：

机械夹紧是通过机械手段将刀具夹持在机床上。其中，常见的机械夹紧方式包括螺纹夹紧、快速刀柄夹紧、机械卡盘夹紧等。螺纹夹紧是通过旋紧螺纹，使刀具与夹具产生夹紧力，固定刀具在位。快速刀柄夹紧利用快速换刀系统，通过夹具和刀柄的特殊结构，实现快速夹紧和释放刀具。机械卡盘夹紧则是通过机械卡盘的夹持力将刀具夹持在位。

2. 液压夹紧原理：

液压夹紧是利用液压力将刀具夹持在机床上。液压夹紧常用于大型机床或高精度加工场合。通过液压缸或液压油缸施加的压力，夹紧刀具。液压夹紧具有夹持力大、可调性好等优点。

3. 气动夹紧原理：

气动夹紧是通过气动力将刀具夹持在机床上。通过气动缸或气动夹头，利用气压产生的力将刀具夹持在位。气动夹紧具有夹持力可调、响应速度快等优点。

4. 电磁夹紧原理：

电磁夹紧是通过电磁力将刀具夹持在机床上。通过电磁夹具或电磁刀柄等装置，利用电磁力将刀具夹持在位。电磁夹紧具有夹持力大、夹紧稳定等优点。

这些夹紧原理根据机床的不同类型和应用需求，选择合适的夹紧方式。夹紧刀具的目的是确保刀具的稳定性和精确性，以保证加工过程的质量和效率。

九、机床刀具降温原因？

机床刀具工作时温度很高容易引起刀具性能下降，所以必须降温。

十、刀具磨损的形态和磨损特征？

1．刀具磨损的形态

（1）前刀面磨损（月牙洼磨损） 切削塑性材料时，如果切削速度和切削厚度较大，切屑在前刀面上经常会磨出一个月牙洼，这种磨损形式称作前刀面磨损。出现月牙洼的部位就是切削温度最高的部位。月牙洼和切削刃之间有一条小棱边，月牙洼随着刀具磨损不断变大，当月牙洼扩展到使棱边变得很窄时，切削刃强度降低，极易导致崩刃。月牙洼磨损量以其深度KT表示。

（2）后刀面磨损 由于后刀面和加工表面间的强烈摩擦，后刀面靠近切削刃部位会逐渐地被磨成后角为零的小棱面，这种磨损形式称作后刀面磨损。切削铸铁和以较小的切削厚度、较低的切削速度切削塑性材料时，后刀面磨损是主要形态。后刀面上的磨损棱带往往不均匀，刀尖附近（C区）因强度较差，散热条件不好，磨损较大；中间区域（B区）磨损较均匀，其平均磨损宽度以VB 表示。

（3）边界磨损 切削钢料时，常在主切削刃靠近工件外皮处和副切削刃靠近刀尖处的后刀面上磨出较深的沟纹，这种磨损称作边界磨损。沟纹的位置在主切削刃与工件待加工表面、副切削刃与已加工表面接触的部位。

2．刀具磨损机制

（1）硬质点划痕 由工件材料中所含的碳化物、氮化物和氧化物等硬质点以及积屑瘤碎片等在刀具表面上划出一条条沟纹，造成机械磨损。硬质点划痕在各种切削速度下都存在，它是低速切削刀具（如拉刀、板牙等）产生磨损的主要原因。

（2）冷焊粘结 切削时，切屑与前刀面之间由于高正压力和高温度的作用，切屑底面材料与前刀面发生冷焊粘结形成冷焊粘结点，在切屑相对于刀具前刀面的运动中冷焊粘结点处刀具材料表面微粒会被切屑粘走，造成粘结磨损。上述冷焊粘结磨损机制在工件与刀具后刀面之间也同样存在。在中等偏低的切削速度条件下，冷焊粘结是产生磨损的主要原因。

（3）扩散磨损 切削过程中，刀具后刀面与已加工表面、刀具前刀面与切屑底面相接触，由于高温和高压的作用，刀具材料和工件材料中的化学元素相互扩散，使刀具材料化学成分发生变化，耐磨性能下降，造成扩散磨损。例如，用硬质合金刀具切削钢质工件时，切削温度超过800℃，硬质合金刀具中的Co、C、W等元素就会扩散到切屑和工件中去，由于Co元素减少，硬质相（WC 、TiC ）的粘结强度下降，导致刀具磨损加快。扩散磨损在高温下产生，且随温度升高而加剧。

（4）化学磨损 在一定温度作用下，刀具材料与周围介质（例如空气中的氧，切削液中的极压添加剂硫、氯等）起化学作用，在刀具表面形成硬度较低的化合物，易被切屑和工件擦掉造成刀具材料损失，由此产生的刀具磨损称为化学磨损。化学磨损主要发生在较高的切削速度条件下。