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刀具的磨损和寿命对东莞CNC加工有哪些影响?


​刀具的磨损和寿命是东莞CNC加工中影响生产效率、加工质量、成本控制的关键因素,其影响贯穿加工全流程,具体可从以下几个方面展开:
东莞CNC加工
一、对加工质量的直接影响
尺寸精度偏差
刀具磨损(如后刀面磨损、刃口钝化)会导致切削力增大,引发刀具或工件振动,使加工尺寸出现偏差。例如:
铣刀磨损后,铣削平面的平面度误差可能从 0.01mm 增至 0.05mm 以上;
钻头磨损会导致孔径扩大或出现锥度,无法满足公差要求(如原本 ±0.02mm 的公差可能超差至 ±0.1mm)。
表面质量下降
刀具刃口磨损后,切削过程中材料挤压、摩擦加剧,会导致工件表面粗糙度升高。例如:
未磨损的硬质合金刀具加工铝合金时,表面粗糙度可达 Ra0.8μm;
刀具严重磨损后,表面可能出现撕裂、划痕,粗糙度升至 Ra3.2μm 以上,甚至需额外增加抛光工序修复。
形位公差超差
刀具不均匀磨损(如单刃铣刀某一刀齿过度磨损)会导致加工后的工件出现平面度、垂直度等形位误差。例如,加工箱体类零件时,刀具磨损可能使孔系的同轴度超差,影响后续装配。
二、对生产效率的显著影响
加工中断与停机
刀具寿命耗尽后必须停机换刀,每次换刀需重新对刀、校准,单台机床单次换刀时间通常为 5-15 分钟。若批量生产中刀具寿命未合理规划,频繁停机可能导致日均有效加工时间减少 10%-20%。
切削参数被迫降低
为延长刀具寿命,操作人员可能被迫降低主轴转速、进给量等参数。例如:
正常情况下,高速钢刀具加工 45 钢的进给量可为 0.2mm/r;
刀具磨损加剧后,可能需降至 0.1mm/r,导致加工效率下降 50%。
二次加工率增加
因刀具磨损导致的质量缺陷(如尺寸超差、表面粗糙),可能需要返工重修,甚至直接报废,额外消耗工时和材料。例如,某批零件因刀具问题报废 10%,则需重新安排 10% 的加工量,延长生产周期。
三、对加工成本的连锁影响
刀具采购成本上升
刀具寿命过短会直接增加刀具消耗。以硬质合金立铣刀为例,单把刀具成本约 500 元,若正常寿命为加工 500 个零件,磨损过快导致寿命降至 300 个,则每千个零件的刀具成本从 1000 元增至 1667 元,增幅达 66.7%。
人工与设备成本增加
频繁换刀需操作人员额外投入时间,增加人工成本;
设备因停机换刀或返工,利用率下降,单位时间产出减少,间接提高设备折旧成本。
能源与辅料浪费
刀具磨损导致切削力增大,机床电机负载升高,能耗增加(据统计,刀具严重磨损时能耗可能上升 20%-30%);同时,为减少磨损过度产生的毛刺,可能需增加切削液用量,进一步提高辅料成本。
四、对加工安全性的潜在风险
刀具崩刃与断裂
刀具磨损到极限后,若未及时更换,可能因切削力过大发生崩刃或断裂,碎片可能划伤机床导轨、工作台,甚至危及操作人员安全。
工件夹持失效
刀具磨损导致切削振动加剧,可能使工件夹持松动(如虎钳打滑),引发工件飞出,造成设备损坏或安全事故。
五、对工艺稳定性的长期影响
刀具寿命不稳定会导致加工过程难以标准化:
同一批次零件因刀具磨损程度不同,质量一致性差,增加质检难度;
新员工可能因对刀具寿命判断不足,导致批量报废,影响生产稳定性。

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