刀具失效是較為普遍的現(xiàn)象熏尉。刀具失效影響加工精度和生產(chǎn)率,操作員的安全墙议,工件質(zhì)量等确缩。當(dāng)觀察到刀具破損時(shí),應(yīng)及時(shí)對加工過程進(jìn)行認(rèn)真分析以找出根本原因殷彰。
1.月牙洼磨損
高速切削鋼材(大都發(fā)生在車削加工)往往會(huì)在刀具前刀面形成凹坑射屿,這通常與后刀面磨損最小化相關(guān)聯(lián)诚摹。如果任其發(fā)展下去,這個(gè)凹坑會(huì)發(fā)展并擴(kuò)大殴胧,直到它最終穿破切削刃并導(dǎo)致刃口斷裂渗稍。月牙洼磨損常見于切削碳鋼時(shí)。
月牙洼磨損的主要原因是切削刃材料的化學(xué)分解并且在熱作用下會(huì)加速团滥。其結(jié)果是碳原子從刀具材料擴(kuò)散至切屑中竿屹。擴(kuò)散隨切削溫度的上升而加劇。高速切削碳鋼通常會(huì)在刀具前刀面形成凹坑灸姊。
對策:
降低表面切削速度拱燃。
使用化學(xué)氣相沉積(CVD) 涂覆的刀具牌號(hào)。
選擇碳化鈦(TIC) 切削刀具牌號(hào)力惯。
2.熱變形
由于過多的熱量和壓力所導(dǎo)致的切削刃扭曲碗誉。刀片在前刀面以及刀尖半徑周圍出現(xiàn)下卷的現(xiàn)象。刀片也在前刀面后卷處隆起父晶,第二個(gè)隆起直接位于刀具后刀面的卷曲處哮缺。如果任其發(fā)展,熱變形會(huì)導(dǎo)致切削刃斷裂甲喝。
熱變形是由切削刃高溫和高壓共同作用的結(jié)果尝苇。過高的速度加上堅(jiān)硬或堅(jiān)韌的工件材料會(huì)產(chǎn)生足夠的熱量,使切削刃的熱硬度發(fā)生改變贵本。此外芝杏,過高的進(jìn)給速度和切削深度共同作用產(chǎn)生出足夠的力使軟化的切削刃變形。
對策:
降低表面切削速度穴愕。
使用CVD 涂覆的刀具牌號(hào)债鼎。
選擇碳化鉭(TaC) 刀具牌號(hào)。
3.溝槽磨損(切深處破損)
溝槽磨損是一個(gè)V 形缺口储佣,出現(xiàn)于切削刃上的切削深度線處辅任,加速的局部后刀面磨損可能導(dǎo)致破損的形成借衅。
原因與對策:
由于鑄造位蓉、鍛造或熱處理,有些工件可能有外部銹層鹊属,這主要是由氧化物組成并且通常很堅(jiān)硬冶媚。加工過程中,該堅(jiān)硬的外層會(huì)導(dǎo)致加速磨損危劫,并在切深處形成缺口彭旬。
對策:
通過降低表面切削速度,降低進(jìn)給速度容诬,以及通過使用CVD 涂覆的刀具材料牌號(hào)來控制破損的形成娩梨。
另一個(gè)破損形成的原因是局部化的后刀面剝落沿腰。某些工件材料含有硬質(zhì)點(diǎn)或不規(guī)則表面。對切削刃的影響與斷續(xù)切削的情況相同狈定。
對策:
通過使用強(qiáng)壯刃口颂龙、選擇高鈷刀具材料牌號(hào),以及降低進(jìn)給速度來控制缺口的形成纽什。
第三個(gè)可能的原因是月牙洼磨損措嵌。容易出現(xiàn)加工硬化的工件材料會(huì)在工件硬度最大的切削深度線處形成凹坑。一旦凹坑突破就會(huì)形成切深處破損芦缰。不銹鋼和高溫合金最有可能產(chǎn)生破損企巢。
對策:
通過使用CVD 涂層的材料牌號(hào)及/或含鈦碳化硅(TiC) 的材料牌號(hào),降低表面切削速度让蕾,以及采用變切深加工浪规,來避免缺口的形成。
4.斷裂
斷裂是由于切削刃的一部分剝落而導(dǎo)致的刀具立即失效探孝。需要采取立即并有效的控制措施罗丰。一旦切削力超出刀片的刃口強(qiáng)度,通常就會(huì)發(fā)生斷裂(誤操作撞刀產(chǎn)生的崩刃和刀片沒有正確安裝定位造成的崩刃不在討論范圍)山堵。
當(dāng)?shù)镀呀?jīng)產(chǎn)生磨損和崩刃(過度的后刀面磨損腊囤、凹坑穿破和熱變形是最常見的主要起因),切削刃產(chǎn)生毛細(xì)裂紋硅决;或者工件內(nèi)存在沙粒韭展,縮孔或產(chǎn)生嚴(yán)重的斷續(xù)切削時(shí)會(huì)產(chǎn)生崩刃或刀刃破損。
月牙洼磨損最終也可能會(huì)導(dǎo)致斷裂拂是。當(dāng)加工合金鋼和容易出現(xiàn)加工硬化的工件材料時(shí)尤為如此酬裆。凹坑一直會(huì)發(fā)展成穿破,并且會(huì)消減切削刃的有效性逃缔。其結(jié)果是增加熱量和切削力葱有,并最終導(dǎo)致斷裂。
對策:
通過使用CVD 涂覆的材料牌號(hào)泄廓,選擇含有碳化鈦(TiC) 的材料牌號(hào)复做,以及降低切削速度,減小切深权浸,加強(qiáng)刃口強(qiáng)度旬渤,及時(shí)更換磨損的刀片,來避免斷裂奄容。
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