加工模具的刀具参数

加工模具的刀具参数是模具加工过程中的重要环节，它直接影响到模具的质量、加工效率和成本。以下将从刀具参数的选取、刀具磨损分析、刀具磨损预测等方面进行详细阐述。

一、刀具参数的选取

1. 刀具材料

刀具材料是决定刀具性能的关键因素，常见的刀具材料有高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石等。高速钢刀具具有较好的耐磨性和韧性，适用于加工中低档模具；硬质合金刀具硬度高、耐磨性好，适用于高速切削；陶瓷刀具具有极高的硬度，适用于加工高精度模具；金刚石刀具硬度最高，适用于加工超硬材料。

2. 刀具几何参数

（1）前角：前角是刀具前面与基面的夹角，其大小影响切削力和切削温度。适当增大前角，可减小切削力和切削温度，提高加工效率。

（2）后角：后角是刀具后面与基面的夹角，其大小影响刀具的磨损和工件表面质量。适当增大后角，可减小刀具磨损，提高工件表面质量。

（3）主偏角：主偏角是刀具主切削刃与基面的夹角，其大小影响切削力和切削力矩。适当增大主偏角，可减小切削力和切削力矩，提高加工效率。

（4）副偏角：副偏角是刀具副切削刃与基面的夹角，其大小影响工件表面质量。适当增大副偏角，可提高工件表面质量。

（5）刃倾角：刃倾角是刀具主切削刃与副切削刃的夹角，其大小影响切削力和切削温度。适当增大刃倾角，可减小切削力和切削温度，提高加工效率。

二、刀具磨损分析

1. 刀具磨损类型

（1）磨损：刀具在切削过程中，由于与工件、切削液等相互作用，导致刀具表面产生磨损。

（2）断裂：刀具在切削过程中，由于承受过大的切削力或冲击力，导致刀具断裂。

（3）塑性变形：刀具在切削过程中，由于承受过大的切削力，导致刀具表面产生塑性变形。

2. 刀具磨损原因

（1）切削温度：切削温度过高会导致刀具材料软化，从而加速刀具磨损。

（2）切削力：切削力过大导致刀具表面产生塑性变形，加速刀具磨损。

（3）切削液：切削液质量差或使用不当，导致刀具表面产生腐蚀，加速刀具磨损。

三、刀具磨损预测

1. 刀具磨损预测方法

（1）经验法：根据刀具磨损经验，预测刀具磨损情况。

（2）模型法：根据刀具磨损机理，建立刀具磨损模型，预测刀具磨损情况。

（3）实验法：通过实验，获取刀具磨损数据，分析刀具磨损规律。

2. 刀具磨损预测实例

（1）某模具加工厂，使用硬质合金刀具加工模具，通过经验法预测刀具磨损，发现刀具寿命为100小时。实际加工过程中，刀具寿命仅为80小时，分析原因后发现切削液质量差，导致刀具磨损加速。

（2）某汽车零部件厂，使用高速钢刀具加工零部件，通过模型法预测刀具磨损，发现刀具寿命为150小时。实际加工过程中，刀具寿命仅为120小时，分析原因后发现切削力过大，导致刀具磨损加速。

（3）某航空制造厂，使用金刚石刀具加工航空零件，通过实验法预测刀具磨损，发现刀具寿命为200小时。实际加工过程中，刀具寿命仅为180小时，分析原因后发现切削液温度过高，导致刀具磨损加速。

四、案例分析

1. 案例一：某模具加工厂在加工模具时，由于刀具前角过小，导致切削力过大，刀具磨损加速。经分析，将刀具前角增大，切削力减小，刀具寿命提高。

2. 案例二：某汽车零部件厂在加工零部件时，由于切削液质量差，导致刀具表面产生腐蚀，刀具磨损加速。经分析，更换优质切削液，刀具磨损得到有效控制。

3. 案例三：某航空制造厂在加工航空零件时，由于切削液温度过高，导致刀具磨损加速。经分析，调整切削液温度，刀具磨损得到有效控制。

4. 案例四：某模具加工厂在加工模具时，由于刀具后角过大，导致工件表面质量差。经分析，减小刀具后角，工件表面质量得到提高。

5. 案例五：某汽车零部件厂在加工零部件时，由于切削力过大，导致刀具断裂。经分析，调整切削参数，切削力减小，刀具断裂问题得到解决。

五、常见问题问答

1. 问题：刀具磨损的原因有哪些？

回答：刀具磨损的原因主要有切削温度过高、切削力过大、切削液质量差等。

2. 问题：如何提高刀具寿命？

回答：提高刀具寿命的方法有选用合适的刀具材料、合理选取刀具参数、保持刀具清洁、使用优质切削液等。

3. 问题：刀具磨损预测有哪些方法？

回答：刀具磨损预测的方法有经验法、模型法、实验法等。

4. 问题：如何控制切削温度？

回答：控制切削温度的方法有选用合适的切削速度、切削深度、切削宽度、切削液等。

5. 问题：如何提高工件表面质量？

回答：提高工件表面质量的方法有合理选取刀具参数、保持刀具清洁、使用优质切削液、调整切削参数等。