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以更高强度、精度和轻量化为目标的结果,就是硬质合金𝔍和硬脆性材料、SUS系淬火钢等难以切削加工的被加工物(难切削材料)的需求增加了。难切削材料对切削工具的负担很大,尤其需要注意切削工具刀头的磨损和缺陷(缺损)。下面黄金城🍌将为您介绍切削工具的种类和使用数码显微系统进行观察、检测的案例。

切削工具的种类和数码显微系统下的观察、检测

什么是切削

使用工具或刀具切削金属等的加工称为切削。
金属的加工方法也有磨削,但磨削是使用砂轮磨削表面的加工方法。

切削的原理

使用切削工具连续地切开加工材料,并作为切屑排出。
理想状态是连续顺畅地产生切屑。

  • A:切入
  • B:切屑
  • C:被加工物
  • D:工具
  • E:前刀角
  • F:前刀面
  • G:后刀面
  • H:后刀角

切削条件

为了进行适当的切削,切削速度、进给速度、切入量很重要。

切削速度 = 1分钟切削距离(m/min)

切削速度(m/min),表示工具在1分钟内切削的距离。
切削速度越快,生产效率越高,但工具的寿命越短。

  • A:被加工物
  • B:1分钟切削距离
切削速度越快,
生产效率越高

工具的寿命越短
进给速度=1转前进距离(mm/rev)

进给速度(mm/rev),表示工具旋转1圈前进的距离。
进给速度越快,生产效率越高,但切削面越粗糙。

  • A:旋转1圈
  • B:被加工物
  • C:1转前进距离
速度越快,
生产效率越高

切削面越粗糙
切入量=切入被加工物的距离

切入量表示工具切入被加工物的距离。
切入量越大,生产效率越高,但工具的种类和材质决定了恰当的切入量。

  • A:被加工物
  • B:切入量
切入量越大,
生产效率越高

工具的种类和材质
有恰当的切入量

代表性的切削加工和切削工具

代表性的切削加工方法及其特点、使用的切削工具如下所示。

车削

通常通过旋转圆柱或圆盘状的加工物来切削成圆状。

机械名称:车床
切削工具:车刀
打孔

旋转工具,在加工物表面钻孔。

机械名称:钻床
切削工具:钻头
镗孔

旋转工具,对钻头打开的孔内表面进行精密加工。

机械名称:镗床
切削工具:铰刀
拉削

将称为拉刀的,加工孔的工具直线移动并进行切削。由于拉削加工在1个工序中可以进行到精加工,所以生产效率高⛎,而且工具的寿命也容易预测,所以在要求大量生产的汽车产业中被广泛使用。

机械名称:拉床
切削工具:拉刀
切齿

旋转刀具以切削出齿部。

  • 机械名称:齿轮加工机床
  • 切削工具:滚刀、插齿刀、齿条刀
铣削

旋转ꦆ称为铣刀的刀具进行切削。铣刀是指,切削加工物表面或凹槽的工具,大致分为加工表面的正面铣刀和加工凹槽♕等的立铣刀。

机械名称:铣床
切削工具:铣刀、立铣刀

代表性工具的材质和特点

代表性切削工具的材质和特点如下所示。

高速钢(高速工具钢)

以铁为基础,加入钨、铬、钒、钼等的合金。

  • 韧性强。
  • ×耐热性、耐磨损性差。

对象加工物:碳钢、合金钢

硬质合金

在碳化钨粉末中添加碳化钛、碳化钽等,用钴烧结而成的合金。

  • 韧性、高硬度、耐磨损性平衡性佳。

对象加工物:碳钢、合金钢、不锈钢、各种难切削材料

陶瓷

将氧化铝、碳化钛、氮化硅等硬质材料烧结而成的材料。

  • 耐热性、耐磨损性优异。
  • ×缺乏韧性,容易缺损。

对象加工物:铸铁、耐热合金、淬火钢、工具钢

金刚石

由最硬的材料——金刚石单晶而成型的材料。

  • 耐热性、耐磨损性优异,适合镜面切削。
  • ×缺乏韧性,容易缺损。

对象加工物:铝等非铁金属

金刚石烧结体

在金刚石微粉中添加钴等烧结而成的多晶烧结体。

  • 耐热性、耐磨损性优异,韧性优于金刚石。
  • ×难以制作锋利的刀尖。

对象加工物:非铁金属、硬质合金、陶瓷

金属陶瓷

在碳化钛或氮化钛中添加镍等烧结而成的材料。

  • 虽然是硬质合金的一种,但与硬质合金相比,耐磨损性和耐腐蚀性优异。常在钢的精加工中使用。

对象加工物:碳钢、合金钢

抛弃式刀片

刀尖可以更换,优点为更换后可以马上使用。
抛弃式刀片为用螺丝等在支架上进行机械固定后使用。刀尖的材质,一般使用硬质合金,形状符合ISO规格,有正三角形、正方形、菱形、圆形等。
立铣刀
面铣刀
车刀

使用数码显微系统对切削工具进行观察、检测的案例

将为您介绍使用黄金城的4K数码显微系统“VHX系列”,对切削工具进行图像观察、检测的新案例。

滚刀刀尖的缺损
20× 环状照明
100× 环状照明
插齿刀的磨损、涂层剥落
20× 环状照明
铰刀的刀尖观察
20× 环状照明
钻头的磨损观察
50× 环状照明
3D图像
200× 环状照明
刀尖的磨损观察
1000× 同轴落射照明
刀尖的磨损观察
300× 全方位多功能照明
刀尖的磨损观察 3D比较图像
150× 环状照明
切屑的附着观察
30× 环状照明

刀尖的熔敷观察

通过3D观察,判明了不是缺损而是熔敷。

低倍率图像 50× 环状照明
3D图像 500× 同轴落射照明

工具折断的起点观察

通过全方位多功能照明,可以很容易地观察到断裂面的起点。

20× 全方位多功能照明
30× 全方位多功能照明

切削面的观察

通过Optical Shad🎶ow Effect Mode,使您在几秒钟内可以评估出以往只能通过干涉仪观察的切𓂃削表面的起伏。

20× 环状照明
Optical Shadow Effect Mode图像