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内置边缘(BUE)在转换应用中的原因和效应

在车削操作中,当工件在夹紧的卡盘或夹头固定器中旋转时,刀具是静止的。许多操作是在车床上完成的,例如端面、钻孔、开槽、螺纹和切断应用。必须使用适当的刀具几何形状和用于加工材料类型的切割参数。如果在转动操作中未正确应用这些参数,则可能会发生内置边缘(BUE)或许多其他故障模式。这些故障模式对切削工具的性能产生不利影响,并且可能导致整体报废部分。

当在显微镜或放大镜下检查切削工具时,有几种不同类型的车刀失效模式可以很明显。最常见的模式有:

  • 普通侧面穿戴:唯一可接受的刀具磨损形式,由二手切割工具的正常老化引起,并在切割边缘上发现。
    • 这种磨料磨损是由工件材料中的硬成分造成的,是刀具磨损的唯一首选方法,因为它是可预测的,并将继续提供稳定的刀具寿命,允许进一步优化和提高生产率。
  • 陨石坑:在刀具切削面上发现的变形。
    • 这种刀具模式是化学和热失效,局限于车刀的前刀面区域,或刀片。这种失效是由工件材料和刀具之间的化学反应造成的,并被切削速度放大。过多的凹口磨损会削弱车刀的切削刃,并可能导致切削刃失效。
  • 切碎:车刀沿其切削面断裂,导致不准确、粗糙的切削刃。
    • 这是一个机械故障,在中断切割或非刚性加工设置中常见。许多罪魁祸首都可以归咎于削减,包括机器误车和工具持有人安全性。
  • 热机械故障(热裂解):由于加工温度的显著波动而引起的刀具开裂。
    • 转弯时,热管理是关键。过多或过少的热量都会产生问题,温度的显著快速波动(在切削刃上反复加热和冷却)也会产生问题。热机械失效通常表现为垂直于车刀切削刃的均匀分布的裂纹。
  • 组合优势(输送量大):当切屑由于高温、高压和摩擦而粘附在切削工具上时。

堆垛边在车削应用中的影响

内置边缘也许是最简单的工具磨损模式,以识别,因为它可能是可见的,而无需显微镜或眼睛放大镜。术语内置边缘意味着您加工的材料是压力焊接到切削工具。检查工具时,BUE问题的证据是切削工具的耙面或侧面面上的材料。

在车削工具上建立了切削刃
图像来源:硬质合金刀片的磨损失效模式。|machining4.eu, 2020年

这种情况会在你的加工操作中产生很多问题,如刀具寿命差、表面光洁度不合格、尺寸变化和许多其他质量问题。这些问题的原因是中线距离和切削刃的刀具几何形状被焊接到刀具前角或侧面的材料所改变。随着BUE情况的恶化,您可能会遇到其他类型的故障,甚至是灾难性的故障。

车削应用中形成边的原因

工具选择不当

积边常常是由于使用车削工具,没有正确的几何形状的材料被加工。最值得注意的是,当加工像铝或钛这样的粘性材料时,你最好的选择是使用极锋利的切削刃,自由切割几何形状,抛光的侧面和前角面。这不仅能帮助你快速切割材料,还能防止材料粘在刀具上。

岁的使用工具

即使使用正确的几何形状的车削工具,你仍然可能经历BUE。当工具开始磨损,边缘开始退化时,材料将开始在工具表面堆积。因此,在你加工了一些零件后,检查刀具的切削刃是非常重要的,然后在整个刀具使用寿命中随机地检查刀具的切削刃。这将帮助您及早识别任何故障模式的根本原因。

热量不足一代

可以在不正确的切割参数下运行工具来引起内置边缘。通常,当Bue是一个问题时,它是由于速度或饲料速率太低。在任何加工应用过程中,发热是钥匙 - 虽然过多的热量会影响部分材料,但太少可能导致工具在有效去除芯片时不太有效。

在转向应用中减少BUE的4种简单方法

  1. 选择工具时,选择自由切割,用高度抛光的表面上升锋利的几何形状。选择工具chipbreaker几何还将有助于划分芯片,这将有助于将其从部件和切割表面中取出。
  2. 对您的应用程序方法和运行参数要有信心。反复检查你的运行参数是否适合你的转弯应用是很重要的。
  3. 确保冷却剂集中在切削刃上,并增加冷却剂浓度。
  4. 选择涂层插入,因为涂层是专门为特定的一组零件材料设计的,可以防止常见的加工问题。

重型赛车-特色客户

重型赛车是一家制造公司,总部设在斯塔福德,弗吉尼亚州,专门从事摩托车越野赛,越野摩托车悬架和2冲程发动机改装。它的主人皮特·佩恩(Pete Payne)从小就是摩托车赛车手。在后来的生活中,他甚至教如何赛跑。简单地说,越野摩托车和摩托车成了皮特的爱好。

皮特一直在寻找改进摩托车引擎的方法,但他很快意识到,在他的地区没有商店可以设计出他想要的东西。为了得到他需要的零件,他不得不依赖远方的公司,而且常常被迫等待三个多星期才能到达。正因为如此,皮特决定自己动手制造一部分。他购买了一台手动车床,允许他对他的二冲程发动机进行修改,确切地说,他想要他们。此后不久,重型赛车诞生了。

皮特与我们讨论了他对赛车的热爱,他首次进入加工的热爱,他的店铺设计的零件和新机器师的提示和技巧。

皮特·佩恩重型赛车

你是如何开始加工的?

当我还是个孩子的时候,我就开始骑摩托车和参加摩托车越野赛。80年代我去了一所技术学校学习柴油技术。当我意识到在这个领域没有人能帮我设计我想要制造的引擎时,我决定我需要自己学习如何做。我有个朋友叫乔治,他退休了模具和死亡我向他请教了一些如何开始的建议。乔治最后教我所有关于机械加工和发动机的知识。我真正从失败中学习,通过尝试新事物,每天都这样做。我在1997年开始了重型赛车,从那以后我们一直在修改和设计高性能的引擎。

在车床上车削摩托车零件

您在商店中使用了哪些机器和软件?

我们目前拥有一个Thormach PCNC 1100和Daluth Puma CNC车床(我们称之为野兽,它生气和脾气暴躁,但它完成了工作)。我们还有一个BridgePort磨机,手动车床和Tiggwell。当我们选择使用软件时,他们必须简单快速地学习。我们体重了我们的选择,并决定在5年前使用Autodesk Fusion 360。我们主要是机器铸铁和因为大多数发动机都是用这些材料制造的。

与竞争对手分开的重型赛车是什么?

我们有一个小的动手方法,小心对待每一部分。我们没有千篇一律的流程,所以当涉及到客户需求时,我们非常灵活。由于每个零件是不同的,我们没有设定价格,每个零件都有定制报价。我们重视我们的客户,并根据骑手的重量、燃料和技能水平为其量身打造。我们为每位骑手制作独特的组件,让他们在骑上自行车时能有最好的体验。我们只是专注于让人们做他们喜欢的事。

重型赛车制造的金属赛车部件

你参与过的最酷的项目是什么?

2016年,伊利诺斯州的MX Tech Suspension让我们有机会为他们在展会上展示制造引擎。我们要去加州看他们在成千上万人面前演示引擎。现场观看非常伤脑筋,但是体验非常棒。这款发动机后来登上了《越野摩托车行动》杂志的封面。看到我们付出这么多努力才得到这么多认可,真是太酷了。

为什么高质量的模具对您很重要?

我们正在制造非常困难的机器零件,所以我们需要耐用的工具。微100.加工持续并完成工作。的线程工厂我们使用的是3-4毫米和14毫米,它们比任何竞争对手的寿命更长。螺纹铣刀不像竞争对手那样切屑,而且硬质合金非常坚固。弄坏一个工具是不便宜的,所以从长远来看,把一个工具留在机器里真的拯救了我。有一天,我们在分销商的目录中发现了Micro 100,于是决定试一试他们的产品无聊的酒吧。大约打了5个洞后,我们意识到这些工具是我们使用过的最好的工具!Micro已经有了我一直在寻找的所有库存和准备发货,所以我们还需要尝试他们的自定义工具

大多数发动机的锥度公差不超过。0005 "。你需要工具保持紧公差,特别是在发动机。就像使用工具一样,最小化振动是延长发动机使用寿命的关键。我们需要严格的公差来保持高质量和保持发动机的活力。

机加工金属赛车零件

如果你能给一个新机械师一条建议,让他准备好投入到机械加工中,你会给他什么建议?

我也给我儿子同样的建议:不要羞于从底层开始,从基层开始学习。每个人都想做很酷的项目,但你需要了解周围发生了什么才能掌握这门手艺。学习流程并遵循步骤。弄坏工具、损坏零件、甚至伤害自己都很容易。不要害怕高质量的工具!买便宜的东西只会帮助你完成一项工作,但高质量的工具会在很多情况下帮你。

跟随《重型赛车》继续Instagram,去看看他们的网站更多地了解他们!

了解数控木工项目的木材性能

在数控木工过程中,由于木材比金属要软很多,机械师经常混淆木材是“易于加工的材料”。在某种意义上,这是真的,因为你可以在数控木工编程木材切削参数与大多数金属相比,更高的进给速率。然而,另一方面,木材有许多独特的特性需要考虑,以优化切割过程最大效率

用于数控木工的木材类型

木工有3个主要的木材:硬木,软木和工程木材。

硬木

硬木树的教科书定义是一种高昂的,更常见于阔叶树。一些例子是橡树,桦木和枫树。这些类型的树木通常用于制造优质家具,甲板,地板和施工部件。

软木

软木是针叶树,有时称为裸子植物。这些通常少于硬木,因此与机器更容易相关。不要让名人欺骗你:一些柔软的树林比一些硬木更难。哈维工具的速度和饲料图表因为它的供物木材专用立铣刀被詹娜的硬度分类为这一确切原因。Janka硬度是一种改进的硬度刻度,专门用于分类木材类型的测试。

软木可以用来制作家具,也可以用来制作门、窗玻璃和纸制品。一些例子是松树和雪松。表1列出了20种常用木材的扬卡硬度。

共同的名字: 叫亚帝国硬度:
贝尔萨 90
七叶树、黄 350
柳树,黑色 360
松树,糖 380
西杨,东部 430
Chesnut,美国 540.
松,红 560
道格拉斯 - 冷杉,内部北 600
桦木、灰色 760.
灰、黑 850
雪松,东部红 900
美国黑樱桃, 950
核桃,黑色 1010
山毛榉,美国 1300
橡木、白 1360
枫、糖 1450.
苹果 1730
樱桃、巴西 2350
橄榄 2700
紫檀,印度 3170
表1:普通木材扬卡硬度

工程森林

工程木材或复合木材,是任何类型的木纤维,颗粒或股线材料与粘合剂或粘合剂一起保持在一起。虽然这些材料中的一些比实木的更容易,但保持材料的粘合剂可以极其磨蚀。这可能导致早产工具磨损在CNC木工时创造困难。重要的是要注意,一些类型的工程树木比其他类型更难以,特别是那些具有较高粘合材料的人。这些类型应编程较低的速度和进给量。例如,中密度纤维板(MDF)比胶合板更难加工,但比酚醛板更容易加工。

CNC木工的堆栈中密度纤维板片断
图1:中密度纤维板的例子

木头的性质

晶粒尺寸

从技术上讲,木材可以被认为是一种天然复合材料,因为它由强而灵活的纤维素纤维组成,并由木质素和半纤维素组成的更硬的胶状基质结合在一起。如果你从建筑的角度来看,纤维素纤维就是钢筋,混凝土就是木质素和半纤维素。具有大纤维素纤维的木材被认为是粗纹理的(橡树和白蜡树)。纤维更小和更少的木材被认为是细纹理的(松树和枫木)。软木往往是细纹理的,因此被认为是更容易加工,因为他们没有那么多的强纤维来剪切。需要注意的是,不是所有的硬木树都是粗纹理的,也不是所有的软木材树都是细纹理的。

数控木工用天然木材纤维示意图
图2:构成天然木材的纤维简化图。纤维素纤维在这里是垂直的。

水分含量(MC)

含水率(MC)是加工木材时需要考虑的重要变量之一。用木头建造任何东西的一个非常普遍的问题是它容易变形。空气中的水分可变性不可避免地影响木材中的水分含量。水分含量的任何变化(无论是增加还是减少)都会扰乱工件的形状。这就是为什么人们必须考虑产品在其最终存放处将暴露在哪种湿气中。

平衡含水量(EMC)

平衡含水率(EMC)发生时,木材已达到其含水率的一个平衡点。在美国,内部EMC平均值约为8%,外部EMC平均值约为12%。由于温度和湿度的不同,这些值在全国各地有所不同。例如,美国东南部的平均内部EMC为11%,而西南部的平均EMC约为6%(不包括沿海地区)。重要的是要考虑最终产品将遇到的区域和应用,以便在加工前选择具有正确水分含量的木材。MC每变化4%,大多数平纹木材的尺寸就会改变1%。翘曲的方向取决于纹理的取向。

显示平均区域室内EMC的美国地图
图4:平均区域室内EMC

通常,随着水分含量的增加,运行的功率要求,主要是因为密度的浪涌。木材密度随着MC上升而增加。在CNC木工过程中,可能需要额外的功率将较重的芯片推出切割区域。值得注意的是,与合成聚合物一样,木材是一种吸收能量,因为它变得湿润的粘弹性材料。随着MC的增加,其机械性能的比例极限增大。

在加工某些类型的木材时,切削区温度会随着MC的增加而波动,但在其他种类的木材中,切削区温度会下降。在加工含水率超过10%的木材时,通过减少SFM来确保安全,避免刀具快速磨损。哈维工具速度和馈送图表显示每MC减少30个百分点。然而,一如既往,这取决于被加工的木材类型和被执行的操作类型。

温度变化这并不是高水分含量导致刀具快速磨损的唯一原因。木材中的水分不仅与水有关,还与水中的树脂、糖、油、淀粉、生物碱和单宁有关。这些物质与高速钢的反应特别好,与碳化物的反应程度较低。

木结及其对数控木工加工的影响

结是树枝或枝干的一部分,已经合并在树干上。结对木材力学性能的影响是由于连续性的中断和与之相关的木材纤维方向的变化。这些性能较低,在这部分的木材,因为纤维周围的结是扭曲的,导致应力集中。“检查”(收缩开裂)通常发生在干燥过程中结周围。垂直于晶粒的硬度和强度是机械性能普遍较低的例外。由于最后两个例外,当遇到工件打结部分时,木工加工参数应减少,以避免冲击负荷。

硬木典型的天然木结
图5:一个典型的结的照片

使用快速更改工具节省时间

在任何数控机床上手动更换刀具都不是一个及时或有益的过程。通常情况下,更换一个标准刀架上的刀具需要5分钟。如果把这些时间加起来,你的工作时间就会增加几分钟。

随着数控机床和刀具技术的进步,有更多的多功能刀具可供使用,以帮助您避免刀具的更换。然而,有时它就是不可行,需要对工具进行多次更改。幸运的是,微100.开发了一种革命性的新方法,大大加快了刀具的变化。

什么是Micro-Quik™工装系统?

开发的微型100的世界级研磨设施在默里迪恩,爱达荷州Micro 100 Micro-Quik™工具系统与所有的Micro 100硬质合金工具一样,都遵循相同的标准和严格的公差。

快速更换系统与微型100镗杆

快速更换刀具系统允许高度重复的刀具更换,节省了无数小时而不牺牲性能。该系统结合了独特的刀架和独特的工具设计,提供高度重复和准确的结果。

每个快速更换工具夹具都有一个定位/锁定固定螺钉,可固定工具和定位引脚,有助于对准工具以进行重复性。卸下工具可以简单地松开固定螺丝并插入其更换。

从快速更换系统中移除工具

在更换刀具时,刀具背面的精密磨角与刀架内的定位销对准。从这个位置点到工具顶端的距离在严格的公差下受到高度控制,这意味着Micro-Quik™工具系统确保了非常高的工具长度和中心线重复性。正如上图所示,我们所有快速变更工具的L4维度在整个产品线中保持一致。查看下面的视频演示的微型100微型快速™系统的行动!

快速更换工具的好处

使用Micro 100的Micro- quik™快速更换刀具系统的最明显的好处是节省时间,更容易的更换刀具。通过使用快速更换支架和快速更换工具,很容易将工具更换从5分钟减少到30秒以下,从而减少了90%的更换工具的时间。这对系统来说是一个显著的好处,但是一旦工具在机器中,也会有好处。

如上所述,每个刀柄上的定位点到刀尖的距离是高度控制的,这意味着无论你将哪种类型的工具插入刀柄,你的伸出都是相同的。这使您对工具有信心,并且不需要额外的触发,这是另一个节省时间的主要方法。

各种各样的镗杆和快速变化系统

通过从您的工作流程中删除额外的触发和工具更改,您还可以减少发生人为或机器错误的机会。不恰当的触发或更换工具的错误会导致昂贵的机器崩溃,并导致严重的维修和停机时间。有了Micro 100 Micro- quik™快速更换工装系统,初始设置变得更容易,允许您按下周期启动按钮,完全有信心的每一次运行。

通过对工具进行一些简单的更改,持有配置并采用Micro-Quik™系统,您的商店可以节省数千次节省减少机器停机时间并增加部分生产。要了解有关Micro 100 Micro-Quik™切割工具和工具架的更多信息,请访问(此处的URL到快速更改页面)。