立方氮化硼刀具加工鋼和鑄鐵時的磨損形態?

立方氮化硼刀具加工鋼和鑄鐵時的磨損形態主要是(1)前、後刀面磨損。前刀面磨成臺階(加工鑄鐵)或月牙窪(加工鋼)後刀面磨成稜面;(2)邊界磨損,加工鑄鐵時比較常見(3)微崩刃,是一種形態的刀具破損,但其大小在磨損限度以內時,刀具仍可繼續切削。立方氮化硼刀具連續切削鋼件時,磨損的主要原因是伴隨有微崩刃的磨料磨損以及粘結磨損,切削鑄鐵則主要是磨料磨損與微崩刃,而化學反應與擴散作用則加速刀具的磨損。

工具/原料

立方氮化硼刀具

方法/步驟

立方氮化硼刀具在切下金屬切屑的同時,其本身也要發生損壞。刀具損壞刀一定程度就要換刀或換刃才能正常切削。刀具損壞的形式主要有磨損和破損兩類。由於立方氮化硼刀具高溫性能好,其耐磨性高於硬質合金刀具,刀具磨損後,加工精度降低,加工表面粗糙度增大,切削力和切削溫度增加,甚至產生振動,不能正常切削。至於刀具破損,除發生微小的崩刃外,根本不能進行切削,因此刀具磨損和破損直接影響加工效率、質量與成本。立方氮化硼刀具的磨損規律與硬質合金刀具的基本相同,磨損速度也是隨切削速度的提高、進給量與切削溫度的增加而加快,而以切削速度影響最大。從加工鋼和鑄鐵的磨損過程可知,其磨損過程分為初期、正常與劇烈磨損三個階段。當磨損量增加時,刀刃上常伴有微崩刃並且逐漸加大成較小的破損。

立方氮化硼刀具加工鋼和鑄鐵時的磨損形態主要是(1)前、後刀面磨損。前刀面磨成臺階(加工鑄鐵)或月牙窪(加工鋼)後刀面磨成稜面;(2)邊界磨損,加工鑄鐵時比較常見(3)微崩刃,是一種形態的刀具破損,但其大小在磨損限度以內時,刀具仍可繼續切削。立方氮化硼刀具連續切削鋼件時,磨損的主要原因是伴隨有微崩刃的磨料磨損以及粘結磨損,切削鑄鐵則主要是磨料磨損與微崩刃,而化學反應與擴散作用則加速刀具的磨損。

立方氮化硼刀具連續切削時,其破損原因主要是磨損,所以應根據加工方法和加工要求,確定合理的磨損耐用度。由於陶瓷刀具具有良好的高溫性能,最適合於高速切削,因而確定陶瓷刀具磨損耐用度時應充分考慮其優越性;同時陶瓷刀具適用於機夾可轉位刀片,換刀比較方便。對於要求嚴格保證精度與粗糙度的加工以及強制換刀的加工,應根據具體要求來確定磨損耐用度。

立方氮化硼刀具斷續切削時,刀具損壞的主要形式是破損。刀具的破損有早期和後期兩種。早期破損是切削剛開始或短時間切削後即發生的破損。這時,前、後刀面尚未產生明顯的磨損。切削高硬材料或者斷續切削時,最常出現這種破損。後期破損是在加工一定時間之後,刀具材料因疲勞而引起的破損。

立方氮化硼刀具脆性破損的形態有以下幾種:

1.崩刃

這是立方氮化硼刀具連續切削或斷續切削鋼和鑄鐵時,最常見的一種早期破損形態。它是在切削刃上產生的小缺口,刀刃上幾個小缺口或被崩掉一小塊。一般缺口尺寸與進給量相當或者稍大一些。微崩刃的刀具在允許的磨損限度內還能繼續切削。

2.剝落

端銑鋼和鑄鐵時,在前刀面上最常出現貝殼狀的剝落。立方氮化硼刀具端銑淬硬鋼(HRC58-65)時,前刀面上產生的較大面積的貝殼狀剝落,出現此類磨損,可通過提高切削速度、降低進給量、使用有負倒稜,刃口經過鈍化處理的刀片。

3.碎斷

在切削刃上發生小塊碎裂或大塊斷裂,而不能繼續正常切削。立方氮化硼刀具連續切削高硬材料或者斷續切削時常常發生這種破損,車削淬硬鋼時,由於切削速度太高在刀尖處發生小塊碎裂,通常還可以重磨修復再使用。立方氮化硼刀具斷續車削(40MnNi3CrMo)低合金鋼時在刀尖處發生大塊斷裂,這種情況,刀具不可能再重磨使用。這是由於斷續切削時衝擊載荷過大、短時間切削後即發生的早期破損,雖然切削條件適當,但切削較長時間後,沒有及時換刀,由於刀具材料疲勞就發生了這種大塊的斷裂。

4.裂紋

立方氮化硼刀具在較長時間的斷續切削後,有因機械衝擊而引起的平行於切削刃的機械疲勞裂紋,也有因熱衝擊而引起的垂直於或傾斜於切削刃的裂紋。當這些裂紋不斷擴展合併後,就引起刀刃碎裂或斷裂。

立方氮化硼刀具脆性破損的原因

在實際生產中,工件無論其幾何形狀還是材料的物理機械性能,都遠不是規則和均勻的。例如毛坯幾何形狀不規則、加工餘量不均勻、表面硬度不均勻以及工件表面的溝、槽、孔等,所有這一切使切削加工或多或少地總帶有斷續切削的性質。另有一些加工方法,如端銑,則更是斷續切削。在斷續切削條件下,必伴隨著強烈的機械衝擊和熱衝擊,再加上立方氮化硼刀具硬度高、脆性大,且又屬於粉末燒結材料,其組織不勻,分佈有眾多的缺陷和空隙。因此,很容易引起刀具破損,特別是早期破損更為常見。破損的主要原因是衝擊、機械疲勞和熱疲勞。早期破損是在後刀面尚未產生顯著磨損時就產生的破損,此時切削刃承受的切削循環次數很少,機械疲勞和熱疲勞不是主要矛盾,是機械衝擊造成的應力超過了刀具材料許可的強度,致使發生了脆性斷裂。

立方氮化硼刀具耐用度及耐磨性較硬質合金刀具、陶瓷刀具高些,但是與其他刀具一樣,經過長時間的使用難免會出現磨損,用戶需要做的就是生產過程中密切注意刀具使用狀態,及時更換磨損嚴重的刀片,可採用鄭州博特可轉位PCBN立方氮化硼刀片,多個切削刃,加工效率高,節約成本。

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