CNC零件加工表面受到磨损应如何解决

在 CNC（计算机数字控制）零件加工领域，加工表面的磨损是一个关键问题，它不仅影响零件的尺寸精度、表面粗糙度和形状精度，还会对零件的性能和使用寿命产生深远影响。随着制造业对零件精度和质量要求的不断提高，有效解决 CNC 零件加工表面磨损问题变得尤为重要。下面毅鑫五金给大家说说CNC零件加工表面受到磨损的原因和解决措施，一起来了解下吧。

CNC 零件加工表面磨损的原因

刀具磨损

1、切削力作用：在 CNC 加工过程中，刀具与工件之间存在强烈的切削力。持续的切削力会使刀具的切削刃逐渐磨损，例如在车削加工中，主切削力会使刀具前刀面与切屑之间产生剧烈摩擦，导致前刀面磨损形成月牙洼。

2、切削热影响：切削过程中产生的大量切削热会使刀具温度急剧升高。高温会降低刀具材料的硬度和强度，加速刀具的磨损。如在铣削高强度合金钢时，刀具切削刃处温度可达几百摄氏度，加速了刀具的磨损进程。

工件材料特性

1、硬度差异：如果工件材料硬度较高，刀具在切削时就需要克服更大的阻力，从而加快刀具的磨损。例如加工淬火钢等硬度高的材料时，刀具磨损速度明显快于加工普通碳钢。

2、材料组织：工件材料的组织结构也会影响加工表面磨损。如材料中存在硬质点或杂质，会使刀具切削过程中产生局部磨损；而材料的韧性过大，切削时切屑不易折断，会与刀具长时间接触，也会加剧刀具磨损。

加工参数选择不当

1、切削速度：切削速度过高，刀具与工件之间的摩擦加剧，切削温度迅速上升，刀具磨损加剧。例如在高速铣削铝合金时，若切削速度选择不合理，刀具磨损会导致加工表面出现粗糙度增大等问题。

2、进给量：进给量过大，刀具每转或每行程切除的金属层厚度增加，切削力增大，容易使刀具产生磨损甚至破损，影响加工表面质量。

3、切削深度：切削深度过大，同样会使切削力大幅增加，导致刀具磨损加剧，而且可能引起加工过程中的振动，进一步恶化加工表面质量。

加工环境因素

1、润滑与冷却不足：在 CNC 加工中，良好的润滑和冷却能有效降低切削温度、减少摩擦。若润滑与冷却不足，刀具与工件之间的摩擦热无法及时散发，会加速刀具磨损，影响加工表面质量。如在钻削深孔时，若切削液供应不畅，钻头容易因过热而磨损。

2、加工设备振动：CNC 加工设备的振动会使刀具与工件之间的相对位置发生变化，导致切削力不稳定，从而加剧刀具磨损和加工表面的不平整。设备的不平衡、部件松动等都可能引发振动。

解决 CNC 零件加工表面磨损的措施

优化刀具选择与管理

1、合理选择刀具材料：根据工件材料的特性选择合适的刀具材料。例如，加工高硬度材料可选用硬质合金刀具或陶瓷刀具；加工有色金属可选用高速钢刀具，以提高刀具的耐磨性和切削性能。

2、优化刀具几何参数：合理设计刀具的前角、后角、刃倾角等几何参数，以减少切削力和切削热。例如，适当增大前角可减小切削变形和摩擦，但前角过大又会降低刀具强度，需根据具体加工情况优化。

3、刀具磨损监测与更换：采用刀具磨损监测系统，实时监测刀具的磨损状态。当刀具磨损达到一定程度时，及时更换刀具，以保证加工表面质量。如通过声发射传感器、切削力传感器等监测刀具磨损。

优化工件材料处理

1、预先热处理：对工件材料进行预先热处理，改善其组织结构和力学性能。例如，对中碳钢进行球化退火处理，可降低硬度，改善切削性能，减少刀具磨损。

2、表面处理：对工件表面进行处理，如涂覆润滑涂层等，可降低刀具与工件之间的摩擦系数，减少磨损。例如在铝合金表面涂覆一层 MoS₂涂层，可有效提高加工表面质量。

合理调整加工参数

1、优化切削速度：根据工件材料、刀具材料和加工要求，通过试验或借助切削参数手册，选择合适的切削速度。在保证加工效率的同时，尽量降低刀具磨损。如在加工钛合金时，选择较低的切削速度可有效减少刀具磨损。

2、控制进给量：合理控制进给量，避免因进给量过大导致刀具磨损和加工表面质量下降。对于高精度加工，应采用较小的进给量，以获得较好的表面粗糙度。

3、确定合适的切削深度：根据工件的加工余量和加工要求，确定合适的切削深度。对于刚性较差的工件，应采用较小的切削深度，以防止加工振动和刀具磨损。

改善加工环境

1、优化润滑与冷却：选择合适的切削液，并保证切削液的充分供应。切削液应具有良好的润滑、冷却和排屑性能。例如，在加工不锈钢时，选用含有极压添加剂的切削液，可有效降低切削温度和刀具磨损。

2、减少设备振动：定期对 CNC 加工设备进行维护和保养，检查设备的平衡状态和部件连接情况，及时调整和紧固松动部件。采用减振装置，如在机床床身安装减振垫等，减少加工过程中的振动。

CNC 零件加工表面磨损问题是一个涉及刀具、工件、加工参数和加工环境等多方面因素的复杂问题。通过优化刀具选择与管理、工件材料处理、合理调整加工参数以及改善加工环境等一系列策略，可以有效减少加工表面磨损，提高 CNC 零件的加工精度和表面质量，满足现代制造业对高精度、高质量零件的需求，提升企业的生产效率和产品竞争力。在实际生产中，需要综合考虑各种因素，不断探索和优化，以实现 CNC 加工过程的高效、稳定和优质。

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