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高速切削刀具磨損壽命的研究

來源:山東瑞鉆工程裝備有限公司 2015-01-07查看:2769

摘要:高速切削刀具磨損壽命的研究
  從20世紀80年代開始,由于數控機床的主軸、進給系統等功能部件設計制造技術的突破,數控機床的主軸轉速和進給速度均大幅度提高,在現代制造技術全面進步的推動下,切削加工技術開始進入高速切削的新階段。目前,高速切削已在模具、航空、汽車等制造業領域得到了大量應用,產生了顯著的經濟效益,并正向其它應用領域拓展。

高速切削加工對刀具提出了一系列新的要求。研究表明,高速切削時,造成刀具損壞的主要原因是在切削力和切削溫度作用下因機械摩擦、粘結、化學磨損、崩刃、破碎以及塑性變形等的引起的磨損和破損。因此,對高速切削刀具材料最主要的性能要求是耐熱性、耐磨性、化學穩定性、抗熱震性以及抗涂層破裂性能等。陶瓷、CBN、PCD、金屬陶瓷等刀具材料具有良好的耐熱性和耐磨性,當其韌性得到改善后,非常適合用于高速切削。先進涂層技術的發展進一步改善了刀具材料的性能。目前,新型涂層材料和涂層工藝的開發方興未艾,預示著涂層刀具在高速切削領域將有巨大發展潛力和廣闊應用前景。

本文對高速切削加工時陶瓷刀具、立方氮化硼刀具、金剛石刀具、金屬陶瓷刀具和涂層刀具的磨損機理進行了綜合評述,對刀具的磨損形態和磨損壽命進行了分析,這些研究將有益于實際生產加工中對高速切削刀具的合理選用與磨損控制。

2高速切削刀具的磨損形態

高速切削時,刀具的主要磨損形態為后刀面磨損、微崩刃、邊界磨損、片狀剝落、前刀面月牙洼磨損、塑性變形等。

后刀面磨損是高速切削刀具最經常發生的磨損形式,可看作是刀具的正常磨損。后刀面磨損帶寬度的加大會使刀具喪失切削性能,在高速切削時常采用后刀面上均勻磨損區寬度VB值作為刀具的磨損極限。

微崩刃是在刀具切削刃上產生的微小缺口,常發生在斷續高速切削時,通過選用韌性好的刀具材料、減小進給量、改變刀具主偏角以增加穩定性等措施,均可減小微崩刃的發生概率。通常只要將刀具微崩刃的大小控制在磨損限度以內,刀具仍可繼續切削。

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