數控刀具在切削過程中刃口磨損都是由哪些因素導致的? - CNC鏜銑床 廣東鏜銑床哪家好 惠州龍門價格
機械在加工零件時主要是靠刀具運動來完成,在加工的過程中會發現刀片在切削時會在高溫條件下、受到工件、切屑的摩擦作用,使刀具材料逐漸被磨耗或出現破損,這是廣大機械技師頭腦熱的問題。
而研究刀具磨損的原因,防止刀具過早、過多磨損以及如何延長刀具使用壽命,這是提高生產效率、降低加工成本和保證加工質量的一下重要問題。
經長年累月的加工條件總結出五類破損原因
1.磨粒磨損
在工件材料中存在著氧化物,碳化物和氮化物等硬質點,在鑄、煅工件表面上存在著硬的夾雜物和在切屑、加工表面上粘附著硬的積屑瘤殘片,這些硬質點在切削時如同“磨粒”對刀具表面摩擦和刻劃作用致使切削刃刀面磨損,磨粒磨損是一種“機械摩擦”性質磨損。
2.相變磨損
工具鋼刀具在較高速度切削時,由于切削溫度升高,使刀具材料產生相變,硬度降低,若繼續切削,會引起前面塌陷和切削刃卷曲,硬質合金刀具在高溫(>900)度,高壓狀態下切削也會因產生塑性變形而失去切削性能,因此,相變磨損是一種“塑性變形”。
3.粘結磨損
粘結磨損亦稱冷焊磨損,當刀具材料與工件材料產生粘結時,兩者產生相對運動對粘結點產生剪切破壞,將刀具材料粘結顆粒帶走所致,刀面與工件間產生粘結是由于刀面上存在微觀不平度,并在一定溫度條件下,刀具前面上粘附著積屑瘤,刀面硬度降低并與工件材料粘結以及工件與刀具元素間親和造成的,在高溫高壓作用下刀具表面層材料性能變化,當工件與刀具產生相對運動時,刀具材料的粘結顆粒被帶走而形成了粘結磨損。
4.擴散磨損
擴散磨損是在高溫作用下,使工件與刀具材料中合金元素相互擴散置換造成的;碳化鎢類硬質合金在800-900度切削溫度時,鎢原子和碳原子向切屑中擴散,切屑中鐵、碳原子向刀具中擴散,經原子間相互置換后,降低了刀具中原子間結合強度和耐磨性而形成了擴散磨損;其中碳化鈦類硬質合金刀具耐磨不易變形。
5.氧化磨損
當硬質合金刀具的切削溫度達到700-800度時,硬質合金材料中WC、TIC和Co與空氣中氧發生氧化反應,形成了硬度和強度較低的氧化膜,由于空氣不易進入切削區域,所以易在近工件待加工表面的刀具后刀面位置處形成氧化膜,在切削時受工件表層中氧化皮、冷硬層和硬雜質點對氧化膜連續摩擦,造成了在待加工表面處的刀面上產生氧化磨損,稱為邊界磨損。
從上述總結磨損因素中可知,切削速度的變化,會出現不同性質的磨損,如在低速和中速范圍,高速鋼刀具產生磨粒磨損、粘結磨損和相變磨損,硬質合金刀具產生磨粒磨損和粘結磨損,超過中速產生擴散磨損,氧化磨損,在高速時產生塑性破壞,因些,合理選擇刀具材料,刀具幾何參數和切速度都可提高刀具的耐磨性,耐熱性和化學穩定性,此外提高刀具的強度和刀具的刃磨質量、改善散熱條件、合理使用切削液,均能有效地防止刀具過早磨損和破損。
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