刀具磨損原因分析
刀具磨損是指刀具摩擦面上的刀具材料逐漸損失的現(xiàn)象战秋。刀具磨損的形態(tài)一般有以下兩種情況百侧,有時(shí)是兩種磨損兼有:
刀具磨損
前刀面磨損
當(dāng)切削塑性材料時(shí)疫题,切削厚度和切削速度都比較大時(shí)焕鲸,切屑在前刀面會(huì)磨損出洼凹,這個(gè)洼凹稱(chēng)“月牙洼”韧似÷涔眩“月牙洼”產(chǎn)生的地方是切削溫度最高的地方。
后刀面磨損
由于切削刃的刃口鈍圓半徑對(duì)加工表面的擠壓與摩擦浊笤,在切削刃的下方會(huì)磨損出一條后角等于零的溝痕痒仆,這就是后刀面磨損。在切削速度較低秋胚、切削厚度較小的情況下豪服,切削脆性材料時(shí),將會(huì)發(fā)生后刀面的磨損弊刁。
影響刀具磨損的幾種原因
1吁巫、刀具材料
刀具材料是決定刀具切削性能的根本因素,對(duì)于加工效率鞋族、加工質(zhì)量龟夜、加工成本以及刀具耐用度影響很大。刀具材料越硬芹助,其耐磨性越好燕酷,硬度越高,沖擊韌性越低周瞎,材料越脆苗缩。硬度和韌性是一對(duì)矛盾,也是刀具材料所應(yīng)克服的一個(gè)關(guān)鍵。對(duì)于石墨刀具酱讶,普通的TiAlN涂層可在選材上適當(dāng)選擇韌性相對(duì)較好一點(diǎn)的退盯,也就是鈷含量稍高一點(diǎn)的;對(duì)于金剛石涂層石墨刀具泻肯,可在選材上適當(dāng)選擇硬度相對(duì)較好一點(diǎn)的渊迁,也就是鈷含量稍低一點(diǎn)的;
2灶挟、刀具的幾何角度
石墨刀具選擇合適的幾何角度琉朽,有助于減小刀具的振動(dòng),反過(guò)來(lái)稚铣,石墨工件也不容易崩缺箱叁;
(1)前角秽擦,采用負(fù)前角加工石墨時(shí)裹依,刀具刃口強(qiáng)度較好,耐沖擊和摩擦的性能好资汛,隨著負(fù)前角絕對(duì)值的減小帐捺,后刀面磨損面積變化不大,但總體呈減小趨勢(shì)呼雨,采用正前角加工時(shí)赫捕,隨著前角的增大,刀具刃口強(qiáng)度被削弱凑魔,反而導(dǎo)致后刀面磨損加劇脸鸿。負(fù)前角加工時(shí),切削阻力大拥耍,增大了切削振動(dòng)显艘,采用大正前角加工時(shí),刀具磨損嚴(yán)重审拉,切削振動(dòng)也較大炭庙。
(2)后角煌寇,如果后角的增大焕蹄,則刀具刃口強(qiáng)度降低,后刀面磨損面積逐漸增大阀溶。刀具后角過(guò)大后腻脏,切削振動(dòng)加強(qiáng)。
∫汀(3)螺旋角永品,螺旋角較小時(shí)做鹰,同一切削刃上同時(shí)切入石墨工件的刃長(zhǎng)最長(zhǎng),切削阻力最大鼎姐,刀具承受的切削沖擊力最大钾麸,因而刀具磨損、銑削力和切削振動(dòng)都是最大的炕桨。當(dāng)螺旋角去較大時(shí)饭尝,銑削合力的方向偏離工件表面的程度大,石墨材料因崩碎而造成的切削沖擊加劇献宫,因而刀具磨損坏表、銑削力和切削振動(dòng)也都有所增大。因此拭愁,刀具角度變化對(duì)刀具磨損幢堕、銑削力和切削振動(dòng)的影響是前角、后角及螺旋角綜合產(chǎn)生的颂梆,所以在選擇方面一定要多加注意闷邑。
通過(guò)對(duì)石墨材料的加工特性做了大量的科學(xué)測(cè)試弹梁,PARA刀具優(yōu)化了相關(guān)刀具的幾何角度览雁,從而使得刀具的整體切削性能大大提高。
3动院、刀具的涂層
金剛石涂層刀具的硬度高胜通、耐磨性好、摩擦系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)芽堪,現(xiàn)階段金剛石涂層是石墨加工刀具的最佳選擇宅溃,也最能體現(xiàn)石墨刀具優(yōu)越的使用性能;金剛石涂層的硬質(zhì)合金刀具的優(yōu)點(diǎn)是綜合了天然金剛石的硬度和硬質(zhì)合金的強(qiáng)度及斷裂韌性苍煎;但是在國(guó)內(nèi)金剛石涂層技術(shù)還處于起步階段甚负,還有成本的投入都是很大的,所以金剛石涂層在近期不會(huì)有太大發(fā)展审残,不過(guò)我們可以在普通刀具的基礎(chǔ)上梭域,優(yōu)化刀具的角度,選材等方面和改善普通涂層的結(jié)構(gòu)搅轿,在某種程度上是可以在石墨加工當(dāng)中應(yīng)用的病涨。
金剛石涂層刀具和普通涂層刀具的幾何角度有本質(zhì)的區(qū)別,所以在設(shè)計(jì)金剛石涂層刀具時(shí)璧坟,由于石墨加工的特殊性既穆,其幾何角度可適當(dāng)放大,容削槽也變大雀鹃,也不會(huì)降低其刀具鋒口的耐磨性幻工;對(duì)于普通的TiAlN涂層励两,雖然比無(wú)涂層的刀具其耐磨有顯著的提高,但比起金剛石涂層來(lái)說(shuō)会钝,在加工石墨時(shí)它的幾何角度應(yīng)適當(dāng)放小伐蒋,以增加其耐磨性。
對(duì)金剛石涂層來(lái)說(shuō)狞吏,目前世界上眾多的涂層公司均投入大量的人力和物力來(lái)研究開(kāi)發(fā)相關(guān)涂層技術(shù)曲苛,但是至今為止,國(guó)外成熟而又經(jīng)濟(jì)的涂層公司僅僅限于歐洲仁沃;PARA作為一款優(yōu)秀的石墨加工刀具岖习,同樣采用目前世界最先進(jìn)的涂層技術(shù)對(duì)刀具進(jìn)行表面處理,以確保加工壽命的同時(shí)赡析,保證刀具的經(jīng)濟(jì)實(shí)用创撼。
4、刀具刃口的強(qiáng)化
刀具刃口鈍化技術(shù)是一個(gè)還不被人們普遍重視奇搪,而又是十分重要的問(wèn)題曼中。金剛石砂輪刃磨后的硬質(zhì)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)住龙。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肯绅,特別是金剛石涂層刀具在涂層前必須經(jīng)過(guò)刀口的鈍化處理,才能保證涂層的牢固性和使用壽命监征。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芽接,使其鋒值減少或消除,達(dá)到圓滑平整括眠,既鋒利堅(jiān)固又耐用的目的彪标。
5、刀具的機(jī)械加工條件
選擇適當(dāng)?shù)募庸l件對(duì)于刀具的壽命有相當(dāng)大的影響掷豺。
±萄獭(1)切削方式(順銑和逆銑),順銑時(shí)的切削振動(dòng)小于逆銑的切削振動(dòng)当船。順銑時(shí)的刀具切入厚度從最大減小到零题画,刀具切入工件后不會(huì)出現(xiàn)因切不下切屑而造成的彈刀現(xiàn)象,工藝系統(tǒng)的剛性好生年,切削振動(dòng)杏こ獭;逆銑時(shí)抱婉,刀具的切入厚度從零增加到最大档叔,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(shí)刃口如果遇到石墨材料中的硬質(zhì)點(diǎn)或殘留在工件表面的切屑顆粒蒸绩,都將引起刀具的彈刀或顫振衙四,因此逆銑的切削振動(dòng)大铃肯;
(2)吹氣(或吸塵)和浸漬電火花液加工凹毛,及時(shí)清理工件表面的石墨粉塵宦逃,有利于減小刀具二次磨損,延長(zhǎng)刀具的使用壽命鸳岩,減少石墨粉塵對(duì)機(jī)床絲杠和導(dǎo)軌的影響柄哀;
(3)選擇合適的高轉(zhuǎn)速及相應(yīng)的大進(jìn)給量听番。
綜述以上幾點(diǎn)把丹,刀具的材料、幾何角度核看、涂層躯法、刃口的強(qiáng)化及機(jī)械加工條件,在刀具的使用壽命中扮演者不同的角色券豺,缺一不可滚蚪,相輔相成的。一把好的石墨刀具读黑,應(yīng)具備流暢的石墨粉排屑槽蛉幸、長(zhǎng)的使用壽命、能夠深雕刻加工旨巷、能節(jié)約加工成本巨缘。
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