钻头磨损。

CNC 加工是一种广泛使用的制造工艺，涉及自动化 CNC 机器来制造精确而复杂的零件。 尽管数控加工精度很高，但它经常容易出现多种缺陷，其中主要原因之一是刀具磨损。

刀具磨损对刀具的影响 CNC加工缺陷 这是制造业中的一个重要问题，因为它影响生产效率、准确性和盈利能力。 本文将深入探讨刀具磨损造成的缺陷，包括其产生原因、如何识别磨损等等。

 

机械加工缺陷是什么意思？

加工缺陷 指 CNC 加工过程中与预期设计的任何偏差。这意味着加工缺陷是加工过程中不想要的缺陷，会影响加工零件或产品的各个方面。刀具磨损会增加端铣中的切削力、振动和温度，并降低加工工件的表面光洁度 (S, 2010)。

以下是 一些常见的缺陷 CNC加工过程中可能会出现这种情况。

• 表面有工具痕迹

表面有工具痕迹

刀痕是最常见的加工缺陷，当切削刀具在已加工零件的表面留下痕迹时，就会出现这种缺陷。 它可能是由于刀具选择不当、刀具磨损或损坏、或者切削参数不正确造成的。

• 裂纹或材料变形

由于切削力过大、刀具选择不当或工件材料缺陷，可能会出现裂纹。 它可能是由于切削条件不合适、工件材料变化或加工过程中热量积聚造成的。

• 高粗糙度

表面粗糙度是另一种可能的加工缺陷，是指加工零件表面纹理的不规则或不均匀。 它的发生是由于切削条件不当、刀具磨损或偏斜造成的。

 

刀具磨损是什么意思？

在任何数控加工操作中，工具对于材料的切割和成型都是必不可少的。 常见工具类型 CNC加工中使用的包括立铣刀、钻头和车床刀具。 它们通常安装在主轴上，主轴高速旋转并沿着编程路径引导以产生所需的形状或形式。

CNC加工中的刀具磨损是指在加工过程中刀具切削刃上的材料逐渐退化。 这是一种普遍现象，受多种因素影响，例如 与工件的反复接触、摩擦以及切削过程中产生的热量.

当切削刃变钝或损坏时，加工零件的质量会下降，必须更换或重新磨利刀具。 在某些情况下，刀具过度磨损会导致刀具过早失效，从而导致生产时间延长、生产成本增加以及需要频繁更换刀具。

因此，在数控加工中监测和控制刀具磨损以最大限度地减少或消除可能的加工缺陷非常重要。

 

刀具磨损如何在 CNC 中造成加工缺陷？

刀具磨损会降低切削刃锋利度，改变刀具几何形状，并需要更大的切削力来执行任何 CNC 加工操作。

1. 刀具磨损降低切削刃锋利度

刀具磨损会降低切削刃的锋利度。 当刀具的切削刃变钝或损坏时，其从工件上有效去除材料的能力就会降低。 结果，它降低了表面光洁度质量，这在加工零件的表面上表现为粗糙、划痕或其他缺陷。

此外，随着切削刃变得更钝，它会产生更多的热量，对刀具和工件造成额外的损坏，导致刀具破损和其他加工缺陷的风险增加。

随着工具磨损随着时间的推移不断增加，它会变得如此迟钝，以至于工具无法再有效地去除材料。 此外，平坦的切削刃会导致刀具与工件摩擦而不是切削工件，从而导致刀具和工件上的摩擦、热量和磨损增加。 这会进一步降低加工零件的质量并增加刀具破损的风险。

2. 刀具磨损增加切削力

当 CNC 刀具的切削刃变钝或损坏时，从工件上去除材料所需的力就会增加。 例如，与较高进给量相比，车削时的高切削速度会导致刀具磨损更快 （布山，2022）。

现在，我们来讨论一些因切削力增加而引起的 CNC 加工缺陷。

工具颤动	这是一种振动现象，会增加切削力，因为它会放大显着的振动并导致表面粗糙、纹理不均匀、尺寸不稳定以及刀具破损或失效的风险。
工具破损或故障	CNC加工中切削力增大时，会对刀具造成过大的应力，导致刀具破损。 这可能进一步导致严重的生产停机、生产成本增加以及频繁更换工具的必要性。
工件变形	高切削力还会导致工件变形，从而影响零件的尺寸精度和质量。

3. 刀具磨损影响刀具几何形状

随着加工工具随着时间的推移而磨损，它们会改变初始形状和几何形状，导致加工零件偏离所需的形状或形式。 这会导致许多加工缺陷；

• 改变刀具几何形状可能会导致加工零件的指定尺寸出现偏差，从而导致尺寸误差和质量下降。
• 刀具几何形状的变化也会影响加工物品的表面光洁度质量，导致粗糙度、划痕或其他缺陷。

4. 刀具磨损会降低切削性能。

CNC 加工中刀具磨损会导致切削性能下降。 随着工具老化和磨损，它会失去从工件上去除材料的最佳能力。 因此，它会导致刀具磨损增加、循环时间长、生产质量差以及切削速度降低。

- 切削性能低下的常见影响 CNC 加工中的刀具包括：

• 由于切割性能差，切割速度会降低，增加生产时间，降低生产效率。
• 每件产品的制造时间更长，导致周期更长，生产效率更低。
• 切削性能下降会导致刀具磨损加剧、频繁更换刀具以及缩短刀具寿命。
• 切割性能问题可能会导致产品质量下降、生产故障增多以及生产效率降低。

 

CNC加工中如何最大限度地减少刀具磨损？

如前所述，我们知道刀具磨损是许多 CNC 加工缺陷的主要原因。 因此，防止或最大限度地减少磨损对于获得高质量结果非常重要。

以下是数控加工中尽量减少刀具磨损的一些方法；

选择正确的工具： 根据工作规范选择正确的工具对于减少工具磨损至关重要。 刀具的类型、几何形状和材料都直接影响使用寿命和耐磨性。 因此，请考虑工件的材料类型、所需的切削参数和表面光洁度。

优化切削参数： 切削速度、主轴转速和切削深度等切削参数不合适也会导致刀具磨损，从而导致多种加工缺陷。 因此，应根据特定的加工项目优化确定切削参数。

涂抹涂层： 涂层氮化钛、氮化铬或其他硬质物质可提高工具的耐用性并最大限度地减少磨损。 这些涂层可以减少摩擦、增加硬度并提高耐磨性。

使用合适的冷却剂： 热量积聚是刀具磨损的主要原因之一。 正确使用冷却液和定期维护冷却液系统有助于减少摩擦和热量积聚，从而减少刀具磨损。 冷却液还可以帮助清除切削区域的切屑和碎屑。

刀具保养： 工具的定期维护（例如清洁和磨锐）有助于延长工具的使用寿命并最大程度地减少工具磨损。 此外，正确处理和存储工具也至关重要。

 

CNC加工中如何识别刀具磨损？

表面纹理不均匀

只有当您发现任何 CNC 加工问题时，才可以解决它们。 同样，识别刀具磨损对于消除可能出现加工缺陷的风险也至关重要。

以下是数控加工中识别刀具磨损的一些方法；

• 视力检查 是确保刀具磨损的最佳技术之一。 您可以检查是否有磨损迹象，例如钝的切削刃、缺口或裂纹。
• 分析表面光洁度质量 机加工零件的表面也会出现磨损迹象，例如工具痕迹、意外的粗糙度和不均匀的纹理。
• 振动 是识别刀具磨损的另一种方法。 如果数控机床、切削刀具以及刀具本身的任何部件出现振动，都有可能导致刀具磨损。

 

总结

加工产品的质量和加工缺陷的程度都受到刀具磨损的显着影响。 磨损的原因包括但不限于 刀具寿命、切削条件、刀具选择和切削参数。

主动管理刀具磨损的方法（例如选择正确的切削刀具、使用适当的切削参数和监控切削力）是避免可能的加工缺陷的最佳方法。

在 Prolean，我们将监控刀具磨损和可能的缺陷放在首位。 我们经验丰富的工程师和操作员与质量控制团队密切合作，消除 CNC 加工项目中任何可能的加工缺陷的风险。

 

常见问题

常见的机械加工缺陷有哪些？

刀具磨损会影响零件的表面光洁度质量、尺寸一致性和整体质量。 它是粗糙度、裂纹、刀具痕迹、尺寸误差和刀具破损的主要原因。

刀具磨损如何影响 CNC 加工缺陷？

刀具磨损会降低切削刃的锋利度、增加切削力并改变刀具的几何形状。 结果，增加了摩擦、热量和工具破损的风险。

CNC加工中刀具过度磨损的最终后果是什么？

CNC加工中刀具过度磨损会导致过早失效、生产时间延长、生产成本高以及频繁更换刀具。

 

案例

1. S，SP（2010）。 通过端铣中的响应面方法根据加工参数预测刀具磨损。 国际工程科学与技术杂志。
2. （2022）。 AA7075/ 10 wt. 加工过程中刀具磨损对表面粗糙度的影响% SiC 复合材料。 复合材料 C 部分：开放获取8，100254。 https://doi.org/10.1016/j.jcomc.2022.100254