鑽頭磨損。

CNC 加工是一種廣泛使用的製造工藝，涉及自動化 CNC 機器來製造精確而複雜的零件。儘管數控加工精度很高，但它經常容易出現多種缺陷，其中主要原因之一是刀具磨損。

刀具磨損對刀具的影響 CNC加工缺陷 這是製造業中的一個重要問題，因為它影響生產效率、準確性和獲利能力。 本文將深入探討刀具磨損造成的缺陷，包括其產生原因、如何辨識磨損等等。

 

機械加工缺陷是什麼意思？

機械加工缺陷 指 CNC 加工過程中與預期設計的任何偏差。這意味著加工缺陷是加工過程中不必要的缺陷，會影響加工零件或產品的各個方面。刀具磨損會增加端銑削中的切削力、振動和溫度，並降低加工工件的表面光潔度（S，2010）。

以下是 一些常見的缺陷 CNC加工過程中可能會出現這種情況。

• 表面有工具痕跡

表面有工具痕跡

刀痕是最常見的加工缺陷，當切削刀具在已加工零件的表面留下痕跡時，就會出現這種缺陷。它可能是由於刀具選擇不當、刀具磨損或損壞、或切削參數不正確造成的。

• 裂痕或材料變形

由於切削力過大、刀具選擇不當或工件材料缺陷，可能會出現裂痕。它可能是由於切削條件不合適、工件材料變化或加工過程中熱量積聚造成的。

• 高粗糙度

表面粗糙度是另一種可能的加工缺陷，是指加工零件表面紋理的不規則或不均勻。它的發生是由於切削條件不當、刀具磨損或偏斜所造成的。

 

刀具磨損是什麼意思？

在任何數控加工作業中，工具對於材料的切割和成型都是不可或缺的。 常見工具類型 CNC加工中使用的包括立銑刀、鑽頭和車床刀具。它們通常安裝在主軸上，主軸高速旋轉並沿著編程路徑引導以產生所需的形狀或形式。

CNC加工中的刀具磨損是指在加工過程中刀具切割刃上的材料逐漸退化。這是一種普遍現象，受多種因素影響，例如 與工件的反覆接觸、摩擦以及切削過程中產生的熱量.

當切割刃變鈍或損壞時，加工零件的品質會下降，必須更換或重新磨利刀具。在某些情況下，刀具過度磨損會導致刀具過早失效，從而導致生產時間延長、生產成本增加以及需要頻繁更換刀具。

因此，在數控加工中監測和控製刀具磨損以最大限度地減少或消除可能的加工缺陷非常重要。

 

刀具磨損如何在 CNC 造成加工缺陷？

刀具磨損會降低切削刃鋒利度，改變刀具幾何形狀，並需要更大的切削力來執行任何 CNC 加工操作。

1. 刀具磨損降低切削刃鋒利度

刀具磨損會降低切削刃的鋒利度。當刀具的切割刃變鈍或損壞時，其從工件上有效去除材料的能力就會降低。結果，它降低了表面光潔度質量，這在加工零件的表面上表現為粗糙、刮傷或其他缺陷。

此外，隨著切削刃變得更鈍，它會產生更多的熱量，對刀具和工件造成額外的損壞，導致刀具破損和其他加工缺陷的風險增加。

隨著工具磨損隨著時間的推移而不斷增加，它會變得如此遲鈍，以至於工具無法再有效地去除材料。此外，平坦的切削刃會導致刀具與工件摩擦而不是切削工件，從而導致刀具和工件上的摩擦、熱量和磨損增加。這會進一步降低加工零件的品質並增加刀具破損的風險。

2. 刀具磨損增加切削力

當 CNC 刀具的切割刃變鈍或損壞時，從工件上去除材料所需的力量就會增加。例如，與較高進給量相比，車削時的高切削速度會導致刀具磨損更快 （布山，2022）。

現在，讓我們來討論一些因切削力增加而引起的 CNC 加工缺陷。

工具顫動	這是一種振動現象，會增加切削力，因為它會放大顯著的振動並導致表面粗糙、紋理不均勻、尺寸不穩定以及刀具破損或失效的風險。
工具破損或故障	CNC加工中切削力增大時，會對刀具造成過大的應力，導致刀具破損。這可能進一步導致嚴重的生產停機、生產成本增加以及頻繁更換工具的必要性。
工件變形	高切削力也會導致工件變形，進而影響零件的尺寸精度和品質。

3. 刀具磨損影響刀具幾何形狀

隨著加工工具隨著時間的推移而磨損，它們會改變初始形狀和幾何形狀，導致加工零件偏離所需的形狀或形式。這會導致許多加工缺陷；

• 改變刀具幾何形狀可能會導致加工零件的指定尺寸出現偏差，從而導致尺寸誤差和品質下降。
• 刀具幾何形狀的變化也會影響加工物品的表面光潔度質量，導致粗糙度、刮痕或其他缺陷。

4. 刀具磨損會降低切削性能。

CNC 加工中刀具磨損會導致切削性能下降。隨著工具老化和磨損，它會失去從工件上去除材料的最佳能力。因此，它會導致刀具磨損增加、循環時間長、生產品質差以及切削速度降低。

曼徹斯特 切削性能低下的常見影響 CNC 加工中的刀具包括：

• 由於切割性能差，切割速度會降低，增加生產時間，降低生產效率。
• 每件產品的製造時間更長，導致周期更長，生產效率更低。
• 切削性能下降會導致刀具磨損加劇、頻繁更換刀具以及縮短刀具壽命。
• 切割性能問題可能會導致產品品質下降、生產故障增多以及生產效率降低。

 

CNC加工中如何最大限度地減少刀具磨損？

如前所述，我們知道刀具磨損是許多 CNC 加工缺陷的主要原因。因此，防止或最大限度地減少磨損對於獲得高品質結果非常重要。

以下是一些在數控加工中盡量減少刀具磨損的方法；

選擇正確的工具： 根據工作規範選擇正確的工具對於減少工具磨損至關重要。刀具的類型、幾何形狀和材料都直接影響使用壽命和耐磨性。因此，請考慮工件的材料類型、所需的切削參數和表面光潔度。

優化切削參數： 切削速度、主軸轉速和切削深度等切削參數不適合也會導致刀具磨損，進而導致多種加工缺陷。因此，應根據特定的加工項目最佳化確定切削參數。

塗抹塗層： 塗層氮化鈦、氮化鉻或其他硬質物質可提高工具的耐用性並最大限度地減少磨損。這些塗層可以減少摩擦、增加硬度並提高耐磨性。

使用合適的冷卻劑： 熱量積聚是刀具磨損的主要原因之一。正確使用冷卻液和定期維護冷卻液系統有助於減少摩擦和熱量積聚，從而減少刀具磨損。冷卻液還可以幫助清除切削區域的切屑和碎屑。

工具保養： 工具的定期維護（例如清潔和磨銳）有助於延長工具的使用壽命並最大程度地減少工具磨損。此外，正確處理和儲存工具也至關重要。

 

CNC加工中如何辨識刀具磨損？

表面紋理不均勻

只有當您發現任何 CNC 加工問題時，才可以解決它們。同樣，識別刀具磨損對於消除可能出現加工缺陷的風險也至關重要。

以下是一些在數控加工中辨識刀具磨損的方法；

• 視力檢查 是確保刀具磨損的最佳技術之一。您可以檢查是否有磨損跡象，例如鈍的切割刃、缺口或裂縫。
• 分析表面光潔度質量 機械加工零件的表面也會出現磨損跡象，例如工具痕跡、意外的粗糙度和不均勻的紋理。
• 振動 是辨識刀具磨損的另一種方法。如果數控機床、切削刀具以及刀具本身的任何部件出現振動，都有可能導致刀具磨損。

 

加起來

加工產品的品質和加工缺陷的程度都受到刀具磨損的顯著影響。磨損的原因包括但不限於 刀具壽命、切削條件、刀具選擇和切削參數。

主動管理刀具磨損的方法（例如選擇正確的切削刀具、使用適當的切削參數和監控切削力）是避免可能的加工缺陷的最佳方法。

在 Prolean，我們將監控刀具磨損和可能的缺陷放在首位。我們經驗豐富的工程師和操作員與品質控制團隊密切合作，消除 CNC 加工專案中任何可能的加工缺陷的風險。

 

常見問題解答

常見的機械加工缺陷有哪些？

刀具磨損會影響零件的表面光潔度品質、尺寸一致性和整體品質。它是粗糙度、裂縫、刀具痕跡、尺寸誤差和刀具破損的主要原因。

刀具磨損如何影響 CNC 加工缺陷？

刀具磨損會降低切削刃的鋒利度、增加切割力並改變刀具的幾何形狀。結果，增加了摩擦、熱和工具破損的風險。

CNC加工中刀具過度磨損的最終後果是什麼？

CNC加工中刀具過度磨損會導致過早失效、生產時間延長、生產成本高以及頻繁更換刀具。

 

參考

1. S，SP（2010）。透過端銑中的響應曲面方法根據加工參數預測刀具磨損。 國際工程科學與技術雜誌。
2. （2022）。 AA7075/ 10 wt. 加工過程中刀具磨損對錶面粗糙度的影響% SiC 複合材料。 複合材料 C 部分：開放獲取8，100254。 https://doi.org/10.1016/j.jcomc.2022.100254