刀具磨損對(duì)加工工藝有哪些影響？

來(lái)源：發(fā)布時(shí)間：2024-09-13

刀具磨損對(duì)加工工藝會(huì)產(chǎn)生多方面的影響，具體如下：

**一、對(duì)加工質(zhì)量的影響**

1. 尺寸精度

- 隨著刀具的磨損，刀具的切削刃會(huì)逐漸變鈍，切削刃的圓弧半徑增大。在車削或銑削過(guò)程中，這會(huì)導(dǎo)致切削厚度變薄，實(shí)際切削尺寸變大。例如，在車削軸類零件時(shí)，刀具磨損后加工出的軸徑尺寸會(huì)比理論尺寸偏大，從而超出尺寸公差范圍，影響零件的尺寸精度。

- 對(duì)于有嚴(yán)格尺寸配合要求的零件，刀具磨損可能使配合間隙發(fā)生變化，導(dǎo)致零件裝配困難或者影響裝配后的使用性能。

2. 表面粗糙度

- 磨損的刀具在切削過(guò)程中，切削力會(huì)增大且變得不穩(wěn)定。這會(huì)引起工件表面的振動(dòng)和撕裂，使表面粗糙度值增大。例如，使用磨損嚴(yán)重的銑刀進(jìn)行平面銑削時(shí)，工件表面會(huì)出現(xiàn)明顯的刀痕、波紋等缺陷，表面質(zhì)量嚴(yán)重下降。

- 對(duì)于一些對(duì)表面質(zhì)量要求較高的零件，如光學(xué)零件、精密模具等，刀具磨損可能導(dǎo)致零件表面無(wú)法滿足粗糙度要求，需要進(jìn)行額外的表面處理或者直接報(bào)廢。

3. 形狀精度

- 刀具磨損不均勻時(shí)，會(huì)使切削力在不同方向上的分布不均衡。這可能導(dǎo)致工件在加工過(guò)程中產(chǎn)生形狀誤差，如圓柱度、圓度、平面度等變差。例如，在車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，如果刀具的一側(cè)磨損較快，會(huì)使軸的圓柱度超差，變成橢圓形。

**二、對(duì)加工效率的影響**

1. 切削參數(shù)調(diào)整

- 刀具磨損后，為了保證加工質(zhì)量，通常需要降低切削速度、進(jìn)給量和切削深度等切削參數(shù)。這會(huì)直接導(dǎo)致加工效率的降低。例如，原本可以采用較高的切削速度進(jìn)行加工，但由于刀具磨損，不得不降低速度，從而延長(zhǎng)了加工時(shí)間。

- 頻繁地調(diào)整切削參數(shù)會(huì)增加操作人員的工作強(qiáng)度，同時(shí)也需要更多的時(shí)間來(lái)進(jìn)行工藝優(yōu)化和參數(shù)調(diào)試。

2. 刀具更換頻率

- 刀具磨損到一定程度后就需要更換刀具。在加工過(guò)程中，如果刀具磨損較快，就需要頻繁更換刀具，這會(huì)增加停機(jī)時(shí)間。例如，在自動(dòng)化生產(chǎn)線上，頻繁更換刀具可能導(dǎo)致生產(chǎn)線的節(jié)拍被打亂，整體生產(chǎn)效率受到影響。

- 更換刀具后還需要重新對(duì)刀、調(diào)整加工參數(shù)等，這些操作都會(huì)占用一定的生產(chǎn)時(shí)間，進(jìn)一步降低了加工效率。

**三、對(duì)切削力和切削熱的影響**

1. 切削力增大

- 刀具磨損后，刀具的前角和后角會(huì)發(fā)生變化，切削刃變鈍，切削過(guò)程中的變形區(qū)增大。這使得切削力明顯增大，例如在車削加工中，刀具磨損后切削力可能會(huì)增加 20% - 30%甚至更多。

- 增大的切削力會(huì)對(duì)工件、刀具和機(jī)床產(chǎn)生更大的負(fù)荷，可能導(dǎo)致工件變形、刀具折斷以及機(jī)床精度下降等問(wèn)題。

2. 切削熱增加

- 由于刀具磨損后切削力增大，切削過(guò)程中消耗的功也會(huì)增加，從而產(chǎn)生更多的切削熱。切削熱的增加會(huì)使刀具的溫度升高，進(jìn)一步加速刀具的磨損，形成惡性循環(huán)。

- 同時(shí)，過(guò)高的切削熱會(huì)影響工件的材料性能，如使工件表面產(chǎn)生金相組織變化、硬度降低等，影響零件的使用性能和壽命。

**四、對(duì)加工成本的影響**

1. 刀具成本增加

- 刀具磨損快需要更頻繁地更換刀具，這會(huì)增加刀具的采購(gòu)成本。特別是對(duì)于一些昂貴的高性能刀具，頻繁更換會(huì)使加工成本大幅上升。

- 此外，刀具的管理成本（如刀具庫(kù)存管理、刀具磨損監(jiān)測(cè)等）也會(huì)隨著刀具更換頻率的增加而增加。

2. 廢品率上升

- 刀具磨損導(dǎo)致加工質(zhì)量下降，會(huì)使廢品率升高。廢品的產(chǎn)生不僅浪費(fèi)了原材料，還消耗了加工工時(shí)和能源等，增加了加工成本。例如，在加工高精度的航空零件時(shí)，刀具磨損造成的廢品可能會(huì)導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

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