刀具磨损和使用寿命的量化
对更高强度、精度和减重的需求增加了对难以切割的工件的需求,如硬质合金、硬脆材料和淬火钢。
难以切割的材料对刀具有很大的负荷,因此必须特别注意刀具刀片的磨损或破损。
KEYENCE的4K数码显微镜,实现了传统上难以进行的观察和测量,极大地提高了刀具的测量效率,方便了刀具的管理和评估。
新材料与刀具的发展“,
由于对减重和高性能零件的需求不断增加,对钛合金和CFRP等难切割材料的需求迅速增加,特别是在汽车和航空航天行业。除了切割难加工的材料外,对模具施加更高负荷的工艺也在不断增加。这类过程的例子包括提高制造效率的高速切割和长时间进行的无人连续切割。在半导体产业中,随着微加工的必要性,也出现了微米级的精密切割技术。
为了满足这些要求,有可更换刀片的一次性工具被开发出来,用于工具钻头、钻头和立铣刀。对于一次性工具,可以将硬质合金*、PCD*或CBN*制成的尖端安装在刀片上,以便加工难以切割的材料。这些类型的工具被广泛应用于各种领域,因为只有在刀片磨损时才需要更换刀尖,从而减少了维护时间和成本。
CFRP:碳纤维增强聚合物的缩写。它是一种碳纤维和树脂的复合材料。这种材料比铁和铝的密度小,重量轻,强度高。与金属不同,CFRP在纤维方向上具有很高的弹性和强度。
硬质合金(WC-Co合金):一般称为硬质金属。它是由元素周期表中IVa、Va、VIa族金属的碳化物与铁基金属Fe、Co、Ni等进行烧结而成的复合材料。它具有优异的力学性能,如低和高温硬度(HRA为80至94),强度(横向断裂强度:约2gpa或更多)和杨氏模量(约为铁的3倍)。
PCD:多晶金刚石的缩写。它是由金刚石微晶体与金属、陶瓷粉末在高温高压下烧结而成的一种人造矿物。天然钻石是单晶的,而PCD中含有的钻石是多晶的,具有优良的导热性和硬度。
立方氮化硼的缩写。它是一种由硼和氮组成的化合物,在自然界中不存在。它是仅次于钻石的最坚硬的材料。耐热温度方面,PCD在700°C左右开始氧化,而CBN在1300°C左右开始氧化,这意味着CBN更适合在高温下加工。
刀具磨损检查的重要性
刀具叶片的磨损或破损不仅影响加工的精度和速度,而且由于叶片温度的升高,还会引起工件的变形和断裂。刀具刀片磨损或破损也会导致加工机器故障。因此,观察叶片以了解其状态直接关系到切割过程的性能。
例如,一次性刀头——PCD和CBN刀具的刀片,擅长于加工难以切割的材料——有一个排屑面和一个侧面,防止刀头与切割面接触,这些表面的角度的准确性直接影响加工精度。如果您继续使用有坑磨损或侧面磨损的尖端,切割精度下降,导致不良产品。欧宝官网开户
对刀具磨损情况进行定期检查和管理,可以制定刀具预防性维护的时间表,降低成本,提高成品率。
工具磨损和使用寿命的管理
刀具的使用寿命取决于切削条件,如工件的材料、加工方法、加工速度和转速。例如,设置更高的转速来增加刀头的进给量,不仅会增加加工速度,还会增加叶片上的负载,导致更大的磨损。反之,设置较低的转速以减少刀头的进给量,则增加了刀片的使用寿命,但降低了加工速度。
切割必须在平衡加工速度和叶片使用寿命的最佳条件下进行。利用显微镜观察和量化刀具磨损是提高刀具寿命和生产效率的有效手段。
使用显微镜简化刀具磨损测量和检查的最新实例
刀具磨损最常用的量化方法是通过2D、3D和径向测量。
充分关注工具和产品的观察和测量欧宝官网开户
刀具刀片有很深的三维形状,需要对整个表面进行磨损检查。传统显微镜只能聚焦于目标的一部分,而且必须不断调整聚焦来观察整个表面。
VHX系列4K数码显微镜具有深度合成功能,使整个目标都能聚焦。euccentric设计可以从任何角度倾斜观察,而不必调整样品。倾斜角度可以锁定,以便在同一角度检查多个不同的样品,便于比较。
不受反射表面影响的观察和测量
工具由抛光金属制成,其切割尖端的表面具有很强的反射性。这样的表面会产生强烈的反射光,产生眩光,阻碍观测和测量。
VHX系列配备了眩光去除功能和HDR功能,在对比度小的高反射表面上实现高质量图像。
环形反射去除函数去除目标表面的环形反射,这是传统方法难以去除的。用不同光源方向捕捉多个图像可以防止图像过度曝光。
此外,HDR(高动态范围)功能在不同的快门速度下捕捉多个图像,以获得高颜色渐变的图像。这使得观测达到了以前无法达到的准确性和对比度水平。
无眩光成像
启用增强金属表面纹理成像
观察和2D/3D磨损测量
立铣刀和钻头尖的形状较深,需要使用2D和3D测量进行检查。
VHX系列支持2D和3D测量,只需点击几下。测量可以从任何角度进行,该系统甚至可以补偿振动,否则会造成模糊的图像。
钻头尖的剖面测量
金刚石工具的观察和测量
金刚石工具(PCD)最适合加工和整理硬质合金,纤维增强塑料(FRPs)和碳纤维增强塑料(CFRPs)。与传统硬质合金工具相比,它们还具有高耐磨性和长使用寿命的特点。另一方面,如果刀片温度达到700°C左右,金刚石碳原子会被铁吸收(氧化),对PCD造成严重磨损。
您可以使用VHX系列4K数码显微镜的3D合成功能进行轮廓测量。该功能使用户能够了解PCD工具的表面形状,不仅可以测量切屑,还可以测量微米级磨损。
加工周期管理
对模具寿命的管理是稳定生产的必要条件。在某些情况下,还需要检查切割条件。切割工具的尖端需要以微米为单位进行精确管理,区分磨损和粘附的切屑或外来颗粒也很重要。
VHX系列4K数码显微镜的放大率从0x到6000x。使用VHX系列4K数码显微镜,可以观察到微小的裂纹和缺陷。此外,在高倍率下,用户可以从附着在表面的外来颗粒中分辨出真正的磨损。
对刀具状态的长期观察可以让用户了解刀具的磨损过程,从而通过推导出最佳切削条件来延长刀具的使用寿命。
- 左:标准放大
- 右:高放大倍数
改变刀具测量和检验的4K显微镜
VHX系列是解决常规测量和检验中存在的问题,提高工作效率的有力工具。
VHX系列配备了多种功能,强烈支持观察和分析工具;包括一个自由角度倾斜系统,从任何角度观察目标,眩光去除,以确保准确的检查,和深度组成,使整个目标可以带入焦点和检查。
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