车刀报废后的故事
今天在线上忙活时，听到一车加工中，怪叫声是一声接一声。当时也没反应过来，主要是一车加工时，都会出现因切削用量太大而宣布叽叽的声响。或是切削所消耗功率过大，引起V带短暂打滑的声响…唔…唔…。（厂里的车床都是V带直联主轴的，V带也非一般V带，里边的抗拉体为钢丝）这些声响早都习惯了，仅仅保全人员偶尔会报怨V带咋这个简单坏了？顷刻，一车就报警啦！曩昔一看，NC反常！主轴不动！想想这个警，经常报，没大联系，直接找保全来，好处理的很！
话说保全师傅来了，当安全门打开的一瞬，眼前的一幕让人大吃一惊，刀片崩成两节，内孔车刀的刀杆现已死死的陷在工件的内孔里边，任凭保全师傅用多大的铜锤敲击，刀杆都纹丝不动，终只好把刀具从刀盘上下了下来，拿维修班吹焊去了！我想刀具是必定废了，好歹也值一千多块钱啊！就让我给遇上了！唉…
咱们疑问，刀具这个惨烈的作废，必定是有原因的。这儿在介绍原因前，就让我来叙述一下刀具的详细模样。这把内孔车刀，切当说应该叫深孔车刀才妥贴，由于其长径比现已远远大于5了，其刀杆蕞前端也就15个毫米左右吧！从蕞前端往后端慢慢增大，刀杆上面开有两条螺旋槽，两条螺旋槽的前面，各开了三个定位面，用来装置左右对称两块刀片（刀片很小，用螺丝固定）。反正跟麻花钻多像的。咱们听来，这把车刀规划相当的合理嘛！左右对称两刀片，切削时，力的大小是相等，方向相反，刚好形成一力偶，避免了刀杆单侧受力，引起的悬臂梁曲折变形，并且左右两刀片一起承担切削使命，刀片的切削条件天然要好的多。已然规划上没有问题，为啥仍是这个惨烈的作废了呢？这儿边就要从车刀执役的历史讲起了。
车刀买回来后，天然是很好用了，但一次小小意外，一侧的刀片崩了。崩了就崩了嘛！一样持续切削没问题了，没什么大不了的。关键是当工人师傅准备换新刀片时，发现刀片的定位面现已破坏了，无法装置刀片了，这样就剩余一个刀片孤孤单单战斗了。按说现在只剩一个刀片了，切削用量应该减一减才对，不过这是理论上的，切削用量嘛，必定只有增没的减啦！否则单件切削时刻会延伸的，否则功率又低了。至于刀具寿数了，这个我就不晓得改没改了。改小了，我看用途也不大，总有那么一个刀片不到寿数就崩了的，一崩刀杆就完蛋。就这样，单侧刀刃切削了一个来月吧！效果很好啦！从没崩过，功率也没落下，认为从此能够天常地久了。不过今天就崩了，崩了后，刀杆持续进给，主轴持续滚动，仅仅这次一块刀片也没了，螺旋槽上开出的定位面做为刀具前刀面持续车削，终刀杆就死死的陷在工件的内孔里了，主轴直接中止滚动，然后报警，终刀具就惨烈的牺牲了！
车刀惨烈的作废了，咱们可能要疑问了，不就作废一把车刀嘛？还有啥后续故事，换把新的持续。不过真不好意思，库房里没有。咱们这儿又想说：“哪买把新的”。还真不好意思，真的不好买，不是市面上没有这种车刀，而是国企的制度啊！买一把车刀要报要批，要找这个领导签字，要找哪个领导签字，费事死了。买这把车刀的时刻，少者等个把星期，多者就遥遥无期了。
想想每天这个重的生产使命，靠等新刀的到来，仍是死了这条心吧！这不，车刀作废不到一小时，部门的工艺工程师，车间工艺技术员，就把地点事故车床围满了。不过这件事功率仍是挺高的，半天后，车间主任就叫我回原来的生产线持续干活了。哪这儿就让咱们来看看技术人员是怎么处理这个扎手问题的了。
说来很简单啊！直接换了把很一般的内孔车刀，（主体就是一圆杆，前面装置一块小刀片哪种，再一般不过了）然后调整了一下每把车刀的刀补量就好啦！是啊！确实是好了，反正是粗车刀，加工出来的孔直径小了，没事！内孔表面布满了一条又一条很严重的螺旋型震痕，也没事！（现已不能用震纹来描述了，由于波峰与波谷间的高度都能够用毫米计量了）说来也是，反正是粗车刀，对加工出来孔的直径及表面质量没啥要求，精车余量也是足够的，不会对后续工序产生多大影响。哪还等什么，用就用吧！仅仅车削内孔时宣布的声响，比杀猪还刺耳几倍啊！真苦了我的耳朵了，可真真正正的苦恼还在后边了！
前面我现已说了，这把车刀是用来加工深孔的，上把车刀在坏了后，技术人员换了一把一般的内孔车刀，新车刀除了悬伸量很长外，没有什么共同之处。哈哈！问题就出在这儿了，新车刀悬伸量太大，刚度极差啊！加工出来的孔小了，表面质量太差，加工过程中切削声响太刺耳，这儿就不谈了。而在我接连加工了十来个工件后，还发现了一个新缺陷，哪就是崩刀片啊！有时做一个零件就崩了，有时做几个又崩了，搞的我很动火啊！刀片换个不停了。不一会，刚刚散了的技术人员些又聚了过来了。这儿，咱们就不看技术人员咋处理这个问题了，咱们自己来理论谈讨一下。
上面所谈到的一切加工问题，原因都在新装置的内孔车刀的刚度太差。而进步内孔车刀刚度，减小车刀轰动。在我看来，方法无非三种，下面依次讨论一下。
榜首种方法，咱们首先翻书《材料力学》，上面说了，想进步悬臂梁的刚度，在这儿就要加大刀杆直径，削减悬伸量。不过这个还真行不通，工艺条件决议了，刀杆直径不能再小了，悬伸量不能再短了。已然这些条件无发改动了，哪咱们就选个弹性模量较大的刀杆来进步刀杆刚度总行了吧！不过又觉得钢材的弹性模量都差不多，没啥必要啊！哪咱们就把《材料力学》放一放，看看其它的。
第二种方法，翻书《金属切削原理与刀具》，不过这儿，咱们先来了解一下新车刀装置好后，刀片各个独立的视点。榜首眼就看出来，刀尖圆弧半径太大了，形成背向力很大，所以引起轰动。再仔细看看，刀具主偏角差点快一百度了，切削时，刀尖先触摸工件，所以简单崩了。再看看，如同仍是个正直刃倾角，前角也太小了，副偏角也很小啊！哎呀！不看了不看了，刀具视点问题大大的有了。
第三种方法，咱们接着翻书《机械制造基础》。这儿咱们就能够减小切削用量嘛！不过这种方法不可行，由于在厂里，功率是很重要的。当然了，还能够改动工艺道路了，详细说来就是把粗车孔这个工步，改成一道工序，用钻床钻了，只要余量够，也不怕粗基准运用两次（三爪卡盘夹持外圆了，定位基准面为毛丕外圆），但是这也不行了，由于这儿是标准化企业，没通用机床。说了这个多，咱们仍是来看看技术员又是哪个处理这个问题的呢？
哈哈！换了块三角形刀片，刀片的视点变了。详细说来前角和副偏角变大了，主偏角和刀尖圆弧半径都变小了，刃倾角也变成了零度。车刀刀杆也换了，换了把重的，比原来哪把车刀重多了，我想弹性模量必定大了不少吧！试切了十来个工件，轰动小了许多，刀片也没崩。哪还等什么啊！持续操机！
由于数控机床的主轴转速及范围远远高于普通机床，而且主轴输出功率较大，因此与传统加工方法相比，对数控加工刀具的提出了更高的要求，包括精度高、强度大、刚性好、耐用度高，而且要求尺寸稳定，安装调整方便。这就要求刀具的结构合理、几何参数标准化、系列化。数控刀具是提高加工效率的先决条件之一，它的选用取决于被加工零件的几何形状、材料状态、夹具和机床选用刀具的刚性。
数控机床选择刀具应考虑以下方面：
(1)根据零件材料的切削性能选择刀具。如车或铣高强度钢、钛合金、不锈钢零件，建议选择耐磨性较好的可转位硬质合金刀具。
(2)根据零件的加工阶段选择刀具。即粗加工阶段以去除余量为主，应选择刚性较好、精度较低的刀具，半精加工、精加工阶段以保证零件的加工精度和产品质量为主，应选择耐用度高、精度较高的刀具，粗加工阶段所用刀具的精度、而精加工阶段所用刀具的精度。如果粗、精加工选择相同的刀具，建议粗加工时选用精加工淘汰下来的刀具，因为精加工淘汰的刀具磨损情况大多为刃部轻微磨损，涂层磨损修光，继续使用会影响精加工的加工质量，但对粗加工的影响较小。
(3)根据加工区域的特点选择刀具和几何参数。在零件结构允许的情况下应选用大直径、长径比值小的刀具;切削薄壁、超薄壁零件的过中心铣刀端刃应有足够的向心角，以减少刀具和切削部位的切削力。加工铝、铜等较软材料零件时应选择前角稍大一些的立铣刀，齿数也不要超过4齿。
选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀;铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀;加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀;加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀;对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。
在进行自由曲面加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般很小，故球头铣刀适用于曲面的精加工。而端铣刀无论是在表面加工质量上还是在加工效率上都远远优于球头铣刀，因此，在确保零件加工不过切的前提下，粗加工和半精加工曲面时，尽量选择端铣刀。另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，涂层硬质合金刀具，必须引起注意的是，硬质合金刀具，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，硬质合金刀具制造，则可以使整个加工成本大大降低。
在加工中心上，所有刀具全都预先装在刀库里，通过数控程序的选刀和换刀指令进行相应的换刀动作。必须选用适合机床刀具系统规格的相应标准刀柄，以便数控加工用刀具能够迅速、准确地安装到机床主轴上或返回刀库。编程人员应能够了解机床所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围等方面的内容，以保证在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸，合理安排刀具的排列顺序。
高速车削TC4钛合金硬质合金刀片槽型对刀具磨损的影响
TC4钛合金具有比强度高、高温热强性和耐热功能高、抗腐蚀性好等尤秀功能，因而成为航空航天工业中应用前景极其宽广的资料。一起，因为化学活性大、变形系数小、热传导率低一级特色又使其成为一种典型的难加工资料。现在，硬质合金是切削TC4钛合金的首要刀具资料，且可转位硬质合金刀片的使用越来越广泛。在加工过程中，可转位刀片的槽型对切削过程有很大影响，国内外学者对刀片槽型对切削加工的影响进行了深入的研讨，波兰学者Grzesik对三维槽型刀具切削钢材的切屑折断机理进行了研讨，发现对触摸面的控制是影响切屑折断的一个重要因素。中山一雄以为:切屑受挤压而弯曲是因为断屑槽施加弯矩效果的结果，并以为断屑槽型的不同会导致断屑功能的不同。Worthington等人研讨了棱带宽度在切削过程中的断屑效果，并给出棱带的宽度范围，一起给出了切屑弯曲半径。方宁研讨了刀片槽型对断屑功能的影响，并应用多重线性办法，建立了两种预测新型刀片断屑功能的数学模型。
综上所述，现在对切削加工中槽型对切削影响的研讨首要集中在断屑方向。事实上，刀片的槽型对刀片本身的磨损也有很大影响，特别是高速切削TC4钛合金时刀具磨损很快，此刻，槽型对刀片磨损的影响就显得更为突出。本文选用山特维克可乐满CNMG120408刀片的SM和QM两种槽型进行研讨，通过实验来比照剖析不同切削速度下两种槽型刀片的磨损特色。
1 实验设备及条件
1.1 实验设备
实验选用的是沈阳地一机床厂出产的数控车床CAK6150(如图1)，其主轴蕞大转速为1800r/min。
刀片磨损的观测选用基恩士VHX-1000C型超景深三维显微体系(如图2)。
1.2 刀片的几许参数及槽型特征
实验选用刀片的商标为H13A，它是山特维克可乐满公司针对钛合金及耐热合金切削开发的一种新型细晶硬质合金刀具商标，具有良好的耐磨粒磨损性和韧性，适用于钛合金的车削加工。
刀片型号为CNMG120408，其安装后的刀具几许参数如表1。
实验选用了CNMG120408的两种槽型，即QM槽型和SM槽型刀片进行比照研讨。两种刀片槽型的结构特征如图3所示，它们的前角均为15°，QM槽型选用波涛形槽背，一起它具有较大的棱带宽度，宽深比较小。SM槽型的棱带宽度较小，根本可以忽略，因而刀刃比较尖利，槽型较陡峭，宽深比较大。
1.3 实验方案
TC4钛合金常用切削速度为40～50m/min，为深入研讨高速车削时刀片槽型对刀具磨损的影响规律，实验选择两种不同的切削速度进行比照剖析，其切削速度分别为：95m/min、139m/min。详细切削条件如表2所示。
2 实验结果及剖析
2.1 切削速度为95m/min时刀具磨损的形状
图4为切削速度95m/min时两种槽型刀片的磨损情况。在前刀面上，两种槽型刀片的磨损描摹首要是月牙洼磨损，QM槽型刀片磨损更为严峻，可观察到刀具资料因为高温发生了塑性变形。在后刀面上，因为钛合金的回弹较大，后刀面和工件的触摸应力增大，切削区的温度升高，因而刀具后刀面的磨损比切削其他资料时要相对严峻一些。由图4可知，两种槽型刀片中QM槽型刀片后刀面磨损比SM槽型刀片严峻得多，可以显着观察到刀具资料高温软化后工件资料中的硬质点在刀具上划擦发生的犁沟，一起可见因为高温使刀具资料发生塑性变形引起的粘结磨损。SM槽型刀片的后刀面磨损较轻，仅发生了较小的机械磨损，未见显着犁沟
图5为两种槽型刀片在切削速度95m/min时的磨损曲线，可以看出，在切削初始阶段QM槽型刀片磨损稍大，跟着切削的持续，SM槽型刀片有很长的一段正常磨损阶段，切削旅程到达1400m后，后刀面磨损量仍小于0.15mm。QM槽型刀片的正常磨损阶段要短得多，后刀面磨损量在切削旅程为1300m时到达0.25mm，此后刀具磨损加重，进入急剧磨损阶段，切削旅程到达1400m时后刀面磨损量已超越0.5mm。在切削速度为95m/min时SM槽型刀片的磨损显着小于QM槽型刀片，SM槽型刀片具有更好的切削功能。
2.2 切削速度为139m/min时刀具磨损的形状
图6为切削速度为139m/min时两种槽型刀片的磨损情况。两种槽型刀片在前刀面上的月牙洼磨损均较为严峻，且均可观察到高温引起的塑性变形。在后刀面上，两种槽型刀片均能显着观察到因为高温发生的粘结磨损和刀具资料高温软化后发生的犁沟磨损，且SM槽型刀片的后刀面磨损较重。
图7为两种槽型刀片在切削速度为139m/min时的磨损曲线，可以看出，在切削初始阶段，两种槽型刀片磨损大致相同，跟着切削的持续，两种槽型刀片的磨损均较快，首要原因是高速切削时刀具与工件触摸频率增大，刀尖的散热时刻缩短，导致切削区的温度急剧添加，刀具磨损速度加快。与切削速度为95m/min时不同，此刻QM槽型刀片磨损相对较小，切削旅程到达300m曾经刀具的磨损都比较平稳，为正常磨损阶段，而SM槽型刀片在切削旅程到达250m时就进入了急剧磨损阶段，正常磨损阶段较短。与切削速度为95m/min时相比，两种槽型刀片的磨损均敏捷得多。SM槽型刀片的后刀面磨损量到达0.3mm时，切削旅程不足450m，刀具使用寿命比切削速度为95m/min时大幅下降。QM槽型刀片的后刀面磨损量到达0.3mm时，切削旅程约为500m，刀具使用寿命不及切削速度为95m/min时的一半。在整个磨损过程中QM槽型刀片的磨损小于SM槽型刀片，此刻QM槽型刀片具有更好的切削功能。
2.3 两种切削速度下两种槽型刀片功能差异的剖析
比较图5和图7不难发现，两种槽型刀片在两种切削速度下的切削功能体现恰好相反。在相对较低的95m/min切削条件下，SM槽型要比QM槽型刀片的切削功能好，而在相对较高的139m/min切削条件下，结果相反，QM槽型刀片的磨损一向小于SM槽型刀片。
如图3所示，剖析SM槽型与QM槽型的区别可知，SM槽型刀片刃口尖利，刀尖体积较小，QM槽型刀片刃口粗钝，刀尖体积较大。在切削过程中切削区的温度是影响刀具磨损机理与速率的决定性因素，而切削区的温度又由切削时切削热的发生速率与散出速率一起决定。换言之，硬质合金刀具优点，切削时单位时刻发生的热量经切屑、刀具、工件和周围介质散出后，留存在切削区内的热量决定了其切削温度，进而决定了刀具的磨损机理与速率。
选用95m/min的切削速度时，因为SM槽型刀片刃口尖利，切屑早年刀面流出更顺畅，摩擦热发生较少，切削区内刀尖处的温度相对较低，因而SM槽型刀片磨损较少。
当选用139m/min的切削速度时，高速切削条件下两种槽型刀片发生切削热的速率均远高于较低的95m/min速度时的切削加工，此刻切削区的散热条件对切削区温度的影响效果凸显出来。在干切削时切削热的传出途径除掉切屑和工件散热外，刀具散热是切削热传出的重要途径，特别是关于导热性不好的钛合金零件，其工件散热较慢，刀具散热就显得更为重要。此刻，SM槽型刀片虽然产热较少，但其散热条件相对更差，QM槽型刀片虽然产热较多，但其粗钝的刃口和较大的刀尖体积大大改善了散热条件，这样，在切削热的发生与散出这对对立中，QM槽型刀片胜出，QM槽型刀片在切削区内刀尖处的温度低于SM槽型。一起，此刻两种槽型刀片的切削温度都远高于95m/min时的切削温度，粘接磨损成为此刻刀具的首要磨损方式。QM槽形刀片刃口粗钝，更有利于抵抗工件资料的粘接，然后减小刀具的磨损。因而，在切削速度为139m/min时，QM槽形刀片体现出更好的切削功能。
涂层硬质合金刀具-硬质合金刀具-昂迈工具厂家由常州昂迈工具有限公司提供。常州昂迈工具有限公司坚持“以人为本”的企业理念，拥有一支技术过硬的员工队伍，力求提供更好的产品和服务回馈社会，并欢迎广大新老客户光临惠顾，真诚合作、共创美好未来。昂迈工具——您可信赖的朋友，公司地址：江苏省常州市西夏墅镇翠屏湖路19号13栋，联系人：黄明政。
