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【创世纪小百科】9种刀具磨损应对措施,延长刀具寿命

更新时间:2023-10-31      点击次数:624
  刀具磨损是切削加工中常见的问题之一。了解刀具磨损的形式和原因,有助于我们在数控加工中延长刀具使用寿命,避免加工异常情况的发生。
 
  刀具磨损的不同原因
 
  在金属的切削加工中,切屑沿着刀具的前刀面高速滑动,产生了热量并发生摩擦,使刀具处于一种具有挑战性的加工环境中。刀具磨损到底有哪些情况?一起来看看:
 
  机械力:刀具切削刃受到机械压力导致断裂;
 
  热量:刀具切削刃因温度变化产生裂纹或热量导致塑性变形 ;
 
  化学反应:硬质合金和工件材料之间可能产生化学反应导致的磨损;
 
  研磨:部分铸铁中含有的夹杂物会磨损刀具的切削刃;
 
  粘附:粘性材料可能会形成积屑层/积屑瘤。
 
  刀具磨损的9种形式及应对措施
 
  后刀面磨损
 
  
       原因:切削期间,与工件材料表面的摩擦会导致后刀面刀具材料的损耗。磨损通常最初在刃线出现,并慢慢的向下发展。
 
  应对措施:应该适量切削速度,并同时合理增加进给,即可在确保生产率的情况下延长刀具的寿命。
 
  月牙洼磨损
 
 
       原因:切屑与刀具前刀面的接触若是出现了月牙洼形状的磨损,大部分属于化学反应。
 
  应对措施:此时应该降低切削速度,并选择具有正确槽型和更耐磨涂层的刀具。
 
  塑性变形
 
  塑性变形是指切削刃形状改变,切削刃出现向内变形 (切削刃凹陷) 或向下变形 (切削刃下塌)。
 
切削刃下塌
 
切削刃凹陷
 
  原因:切削刃在高切削力和高温下处于应力状态超出刀具材料的屈服强度和适用温度。
 
  应对措施:使用具有较高热硬度材质的刀具可以解决塑性变形问题,与此同时涂层也可改进刀具的抗塑性变形能力。
 
  涂层剥落
 
  涂层剥落一般情况下发生在加工粘结特性材料的时候。
 
  
       原因:粘附负荷的状态会逐渐显现,切削刃承受拉应力会导致涂层分离,露出底层或基体。
 
  应对措施:适当的去提高切削速度,选择具有较薄涂层的刀片或许也可以减少刀具涂层的剥落。
 
  裂纹
 
  裂纹是狭窄裂口因为破裂而形成新的边界表面。要分辨哪些裂纹是在涂层范围,哪些裂纹已经向下扩展到了基体,如若梳状裂纹大致垂直于刃线,通常是热裂纹。
 

        原因:梳状裂纹是由于温度快速波动而形成。
 
  应对措施:为防止出现这种情况,可以使用韧性更高刀具材质,并且应大量使用冷却液。
 
  崩刃
 
  崩刃包括刃线的轻微损坏。崩刃与断裂的区别在于刀片崩刃后仍可使用。
 

       原因:有许多磨损状态组合可导致崩刃。但是,最常见的还是热机械以及粘附带来的。
 
  应对措施:可以采取不同的预防措施来尽可能减轻崩刃,具体取决于导致其发生的磨损状态。
 
  沟槽磨损
 
  沟槽磨损的特点是在最大切深出现过量的局部损坏,但这也可能发生在副切削刃上。
 
  原因:这取决于化学磨损是否在沟槽磨损中占据主导地位,与粘着磨损或热磨损的不规则增长相比,化学磨损的发展更有规律。如图所示,对于粘着磨损或热磨损情况,加工硬化和毛刺形成是导致沟槽磨损的重要因素。
 
  应对措施:对于加工硬化材料,选择较小的主偏角,改变切深。
 
  断裂
 
  断裂是指切削刃大部分破裂,刀具不能再使用。
 
  
       原因:切削刃承载的负荷超出了其承受能力。这可能是因为任由磨损发展过快,导致切削力增大。错误的切削参数或装夹稳定性问题也会导致过早断裂。
 
  应对措施:识别此类磨损的初兆,并通过选择正确的切削参数和检查装夹稳定性来防止其继续发展。
 
  积屑瘤 (粘附)
 
  积屑瘤是指材料在前刀面上积聚。
 
  
        原因:积屑材料可能在切削刃顶部形成,从而将切削刃与材料分隔。这会增大切削力,从而导致整体失效或积屑瘤脱落,而且脱落时往往会将涂层甚至部分基体一并剥离。
 
  应对措施:提高切削速度可防止形成积屑瘤。加工较软、粘性较大的材料时,最好使用较锋利的切削刃。
 

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