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分切圆刀片切削时为何磨损—圆刀片
编辑:马鞍山市五星刃模具有限公司   时间:2016-03-27

新型分切圆刀片进步切削速度后,硬质合金圆刀片冷焊磨损减轻。对于一定的刀具和工件材料,切削温度对分切圆刀片磨损具有决定性的影响。 
   冷焊磨损 
   切削时,切屑、工件与前、后刀面之间,存在很大的压力和强烈的摩擦,因而它们之间会发生冷焊。因此,通过公道选择切削用量、刀具材料及角度,可以减少切削热的产生和增加热的传出。 
   热电磨损 
   工件、切屑与刀具因为材料不同,切削时在接触区将产生热电势,这种热电势有促进扩散的作用而加速刀具磨损。一般,空气不易进入刀屑接触区,氧化磨损最轻易在主副刀削刃的工作边界处形成。因切屑、工件都在高速运动,刀具表面和它们的表面在接触区保持着扩散元素的浓度梯度,从而使扩散现象持续进行。因为摩擦面之间有相对的运动,冷焊结将产生破裂被一方带走,从而造成冷焊磨损。切削温度的高低取决于热的产生和传出情况,它受切削用量、工件材料、分切圆刀片材料及几何开头等影响。这种在热电势的作用下产生的扩散磨损,称为热电磨损。因此,前刀面和后刀面跟着切削的进行都会逐渐产生磨损。 
   在高速钢分切圆刀片的正常工作速度和硬质合金圆刀片偏低的工作速度下,正能知足产生冷焊的前提,故此时冷焊磨损所占的比重较大。高速钢分切圆刀片的工作温度较低,与切屑、工件之间的扩散作用进行得比较缓慢,故其扩散磨损所占的比重远小于硬质合金刀具。磨料磨损在各种切削速度下都存在,但对低速切削的刀具(如拉刀、扳牙等),磨料是磨损的主要原因。扩散磨损往往与冷焊磨损、磨料磨损同时产生,此时磨损率很高。分切圆刀片的磨损和耐费用关系到切削加工的效率、质量和本钱,因此它是切削加工中极为重要的题目之一。粘结相CO减少,又使硬质合金中硬质相(WC,TiC)的粘结强度降低。但因为交变能力、接触疲惫、热应力以及刀具表层结构缺陷等原因,冷焊结的破裂也可能发生在刀具这一方,刀具材料的颗粒被切屑或工件带走,从而造成刀具磨损。 
    一般来说,工件材料或切屑的硬度较分切圆刀片材料的硬度低,冷焊结的破裂往往发生在工件或切屑这方。这是因为低速切削时,切削温度比较低,其他原因产生的磨损并不明显,因而不是主要的。本文从磨料磨损、冷焊磨损、扩散磨损、氧化磨损及热电磨损五个方面,分析它们对不同材料刀具产生磨损的原因。除刀具、工件材料自身的性质以外,温度是影响扩散磨损的最主要因素。有效地降低切削区温度是减少刀具磨损的重要途径。 
   磨料磨损 
   切屑、工件的硬度固然低于刀具的硬度,但它们当中常常含有一些硬度极高的微小的硬质点,可在刀具表面刻划出沟纹,这就是磨料磨损。试验证实,若在工件、刀具接触处通以与热电势相反的电动势,可减少热电磨损。高速钢刀具的硬度和耐磨度低于硬质合金、陶瓷等,故其磨料磨损所占的比重较大。在上述前提下工作,刀具磨损常常是机械的、热的、化学的三种形式的综合作用结果,可以产生以下几种磨损形式。研究表明:脆性金属比塑性金属的抗冷焊能力强;相同的金属或晶格类型、晶格间距、电子密度、电化学性质相近的金属冷焊倾向小;金属化合物比单相固熔体冷焊倾向小;化学元素周期表中B族元素比铁的冷焊倾向小。硬质点有碳化物(如Fe3C、TiC、VC)、氮化物(如TiN、Si3N4)、氧化物(如SiO2、Al2O3)和金属间化合物等。切削金属时,切屑、工件与分切圆刀片接触过程中,双方的化学元素在固态下相互扩散,改变了原来材料的成分与结构,使刀具材料变得脆弱,从而加剧了刀具的磨损。切削过程中的刀具磨损具有下列特点:刀具与切屑、工件间的接触表面常常是新鲜表面;接触压力非常大,有时超过被切削材料的屈服强度;接触表面的温度很高,对于硬质合金圆刀片可达800~1000℃,对于高速刀具可达300~600℃。 
   总之,在不同的工件材料、刀具材料和切削前提下,磨损原因和磨损强度是不同的。所有这些,都使分切圆刀片磨损加剧。 
   在切削过程中,前刀面、后刀面常常与切屑、工件接触,在接触区里发生着强烈的摩擦,同时,在接触区里又有很高的温度和压力。氧化磨损与氧化膜的粘附强度有关,粘附强度越低,则磨损越快;反之则可减轻这种磨损。除了前刀面会有磨料磨损的现象,在后刀面上,同样可以发现有因为磨料磨损而产生的的沟纹。 
   扩散磨损 
   扩散磨损在高温下产生。例如硬质合金切钢时,从800℃开始,硬质合金中的化学元素迅速地扩散到切屑、工件中去,WC分解为W和C后扩散到钢中。于是,硬质合金表面发生贫碳、贫钨现象。切屑、工件中的Fe则向硬质合金中扩散,扩散到硬质合金中的Fe,将形成新的硬度、高脆性的复合碳化物。 
   氧化磨损 
   当刀削温度达700~800℃时,空气中的氧便与硬质合金中的钴及碳化钨、碳化钛等发生氧化作用,产生较软的氧化物(如Co3O4、CoO、WO3、TiO2等)被切屑或工件擦掉而形成磨损,这称为氧化磨损。 
   刀具在切削过程中将逐渐产生磨损,当刀具磨损达到一定程度时,可以显著地发现切削力加大,切削温度上升,切屑颜色改变,甚至产生振动。 
    冷焊磨损一般在中等偏低的切削速度下比较严峻。    刀具的磨损和耐费用关系到切削加工的效率、质量和本钱。同时,工件尺寸也可能超出公差范围,已加工表面质量也显著恶化。切削中的Ti(N、C)颗粒在刀具上起了耕犁作用。 
   因为分切圆刀片磨损到一定程度,将降低工件的尺寸精度和加工表面质量,同时也将增加加工本钱和刀片的消耗,因此,减少圆刀片磨损具有十分重要的现实意义 

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