數(shù)控刀片的磨損,磨料磨損切屑或工件表面的一些微小硬質點(如碳化物、氧化物等)和雜質(如砂粒、氧化皮等),以及粘附的積屑瘤碎片等,在數(shù)控刀片表面刻劃出溝紋面造成的一種機械磨損。對于期望小速度較低、切削溫度不高的高速鋼刀具時(如拉刀、板牙、絲錐等),是主要的磨損原因。
粘結磨損在數(shù)控刀片后刀面與工件表面和數(shù)控刀片前刀面與切屑之間正壓力及切削溫度的作用下,形成新鮮表面接觸。當接觸表面達到原子間距離時,就會產生吸附粘結現(xiàn)象。站結點逐漸地被工件或切屑剪切、撕裂而帶走,數(shù)控刀片表面就產生粘結磨損。粘結磨損是硬質合金在以中等偏低的切削速度切削時磨損的主要原因之一。
擴散磨損在高溫、高壓下、數(shù)控刀片材料與工件材料中某些化學元素在固態(tài)小互相擴散,即硬質合金中的Ti、w、Co等元素想鋼中擴散,而工件中的Fe、C等元素向數(shù)控刀片擴散、導致刀面的硬度、強度下降、脆性增加,刀具磨損加劇。此即擴散磨損,擴散磨損是硬質合金刀具早高溫(800"900°C)下切削產生磨損的主要原因之一。
一般W、Co的擴散速度較Ti、Ta快,所以YT類硬質合金的高溫切削性能比YG類好。相變磨損用高速鋼刀具切削時,當切削溫度超過其相變溫度(550"600°C)時,數(shù)控刀片的金相組織就會發(fā)生變化,使硬度下降,磨損加快,故相變磨損是高速鋼數(shù)控刀片磨損的主要原因之一?;瘜W磨損在一定溫度下,切削區(qū)周圍介質、如空氣、切削液等、與刀具材料發(fā)生化學反應,形成一些疏松脆弱的化合物。這些化合物容易被切削與工件擦傷帶走而造成數(shù)控刀片磨損
刀具是機械制造中用于切削加工的工具,又稱切削工具。 絕大多數(shù)的刀具是機用的,但也有手用的。由于機械制造中使用的刀具基本上都用于切削金屬材料,所以“刀具”一詞一般就理解為金屬切削刀具。切削木材用的刀具則稱為木工刀具。還有特別應用的一類刀具,用于地質勘探、打井、礦山鉆探,稱為礦山刀具
根據制造業(yè)發(fā)展的需要,多功能復合刀具、高速刀具將成為刀具發(fā)展的主流。面對日益增多的難加工材料,刀具行業(yè)改進刀具材料、研發(fā)新的刀具材料和更合理的刀具結構。硬質合金材料及涂層應用增多。細顆粒、超細顆粒硬質合金材料是發(fā)展方向;納米涂層、梯度結構涂層及全新結構、材料的涂層將大幅度提高刀具使用性能;物理涂層(PVD)的應用繼續(xù)增多。新型刀具材料應用增多。陶瓷、金屬陶瓷、氮化硅陶瓷、PCBN、PCD等刀具材料的韌性進一步增強,應用場合日趨增多。切削技術快速發(fā)展。高速切削、硬切削、干切削繼續(xù)快速發(fā)展,應用范圍在迅速擴大。
刀具刃口鈍化技術是一個還不被人們普遍重視,而又是十分重要的問題。金剛石砂輪刃磨后的硬質合金刀具刃口,存在程度不同的微觀缺口(即微小崩刃與鋸口)。石墨高速切削加工刀具性能和穩(wěn)定性提出了更高的要求,特別是金剛石涂層刀具在涂層前經過刀口的鈍化處理,才能涂層的牢固性和使用壽命。刀具鈍化目的就是解決上述刃磨后的刀具刃口微觀缺口的缺陷,使其鋒值減少或消除,達到圓滑平整,既鋒利堅固又耐用的目的
選擇適當?shù)募庸l件對于刀具的壽命有相當大的影響。1.切削方式(順銑和逆銑),順銑時的切削振動小于逆銑的切削振動。順銑時的刀具切入厚度從大減小到零,刀具切入工件后不會出現(xiàn)因切不下切屑而造成的彈刀現(xiàn)象,工藝系統(tǒng)的剛性好,切削振動??;逆銑時,刀 具的切入厚度從零增加到大,刀具切入初期因切削厚度薄將在工件表面劃擦一段路徑,此時刃口如果遇到石墨材料中的硬質點或殘留在工件表面的切屑顆粒,都將引起刀具的彈刀或顫振,因此逆銑的切削振動大;2.吹氣(或吸塵)和浸漬電火花液加工,及時清理工件表面的石墨粉塵,有利于減小刀具二次磨損,延長刀具的使用壽命,減少石墨粉塵對機床絲杠和導軌的影響;3.選擇合適的高轉速及相應的大進給量。綜述以上幾點,刀具的材料、幾何角度、涂層、刃口的強化及機械加工條件,在刀具的使用壽命中扮演者不同的角色,缺一不可,相輔相成的。一把好的石墨刀具,應具備流暢的石墨粉排屑槽、長的使用壽命、能夠深雕刻加工、能節(jié)約加工成本。
1、刃口磨損。改進辦法:提高進給量;降低切削速度;使用更耐磨的刀片材質;使用涂層刀片。2、崩碎。改進辦法:使用韌性更好的材質;使用刃口強化的刀片;檢查工藝系統(tǒng)的剛性;加大主偏角。3、熱變形。改進辦法:降低切削速度;減少進給;減少切深;使用更具熱硬性的材質。4、切深處破損。改進辦法:改變主偏角;刃口強化;更換刀片材質。5、熱裂紋。改進辦法:正確使用冷卻液;降低切削速度;減少進給;使用涂層刀片。6、積屑。改進辦法:提高切削速度;提高進給;使用涂層刀片或金屬陶瓷刀片;使用冷卻液;使刃口更鋒利。7、月牙洼磨損。改進辦法:降低切削速度;降低進給;使用涂層刀片或金屬陶瓷刀片;使用冷卻液。8、斷裂。改進辦法:使用韌性更好的材質或槽型;減少進給;減少切深;檢查工藝系統(tǒng)的剛性。注意:通常當后刀面磨損達0.7毫米時,應更換刀片刃口;精加工時大磨損量為0.04毫米。
滾壓刀能在常溫下利用金屬的塑性變形,使工件表面的微觀不平度輾平從而達到改變表層結構、機械特性、形狀和尺寸的目的。因此這種方法可同時達到光整加工及強化兩種目的,是磨削、車削無法做到的。無論用何種金屬加工刀具加工,在零件表面總會留下微細的凸凹不平的刀痕,出現(xiàn)交錯起伏的峰谷現(xiàn)象,一定的壓力,使工件表層金屬產生塑性流動,填入到原始殘留的低凹波谷中,而達到工件表面粗糙值降低。由于被滾壓的表層金屬塑性變形,使表層組織冷硬化和晶粒變細,形成致密的纖維狀,并形成殘余應力層,硬度和強度提高,從而改善了工件表面的耐磨性、耐蝕性和配合性。滾壓是一種無切削的塑性加工方法。 [1]
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