在數(shù)控加工過(guò)程中,當(dāng)?shù)毒吣p到一定程度,崩刃、卷刃(塑變)或破損時(shí),刀具即喪失了其加工功能而無(wú)法保證零件的加工質(zhì)量,此中現(xiàn)象稱為刀具失效。刀具破損的主要形式及其產(chǎn)生的原因有以下幾個(gè)方面。
(1)后刀面磨損 后刀面磨損是由機(jī)械交變應(yīng)力引起的出現(xiàn)在刀具后刀面上的摩擦磨損。如果刀具材料較軟,刀具的后角偏小,加工過(guò)程中的切削速度偏高,進(jìn)給量太小,都會(huì)造成刀具后刀面的磨損過(guò)量,并由此使得加工表面的尺寸和精度降低,增大切削中的摩擦阻力。因此應(yīng)該選擇耐磨性較高餓刀具材料,同事降低切削速度,加大經(jīng)給量,增大刀具后角。如此才能避免或減少刀具后大面磨損現(xiàn)象的產(chǎn)生。
(2)邊界磨損 主切削刃上的邊界磨損常發(fā)生于與工件的接觸面處。
主要原因是工件表面硬化、鋸齒狀切削造成的摩擦。解決措施是降低切削速度和經(jīng)給速度,同事選擇耐磨刀具材料,并增大刀具的前角,使切削刃鋒利。
(3)前刀面磨損 前刀面磨損是在刀具的前刀面上摩擦和擴(kuò)散導(dǎo)致的磨損。
前刀面磨損主要由切削和工件材料的接觸,以及對(duì)發(fā)熱區(qū)域的擴(kuò)散引起。另外刀具材料過(guò)軟,加工過(guò)程中切削速度較高,進(jìn)給量較大,也是前刀面磨損產(chǎn)生的原因。前刀面磨損會(huì)使刀具產(chǎn)生變形、干擾排屑、降低切削刃的強(qiáng)度。應(yīng)該采用降低切削速度和進(jìn)給速度,同時(shí)選擇涂層硬質(zhì)合金材料,來(lái)達(dá)到減小前刀面磨損的目的。
(4)塑性變形 塑性變形是切削刃在高溫或高應(yīng)力作用下產(chǎn)生的變形
切削速度和進(jìn)給速度太高以及工件材料中硬點(diǎn)的作用,刀具材料太軟和切削刃溫度較高等現(xiàn)象,都是產(chǎn)生塑性變形的主要原因。塑性變形的產(chǎn)生會(huì)影響切削的形成質(zhì)量,并導(dǎo)致刀具崩刀?梢酝ㄟ^(guò)采取降低切削速度和進(jìn)給速度,選擇耐磨性高和導(dǎo)熱性能好的刀具材料等措施,達(dá)到減少塑性變形的目的。
(5)積屑瘤 積屑瘤是指工件材料在刀具上的黏附物質(zhì)。
積屑瘤的產(chǎn)生會(huì)大大降低工件表面的加工質(zhì)量,會(huì)改變切削刃的形狀并最終導(dǎo)致切削刃崩刃。采取的對(duì)策是提高切削速度,選擇涂層硬質(zhì)合金或金屬陶瓷等刀具材料,并在加工過(guò)程中使用冷卻液。
(6)刃口剝落 刃口剝落是指切削刃口上出現(xiàn)一些很小的缺口,非均勻的磨損。
主要由斷續(xù)切削、切屑排除不暢等原因造成。應(yīng)該在加工時(shí)降低進(jìn)給速度、選擇韌性好的刀具材料和切削刃強(qiáng)度高的刀片,來(lái)避免刃口剝落現(xiàn)象的產(chǎn)生。
(7)崩刃 崩刃將損壞刀具和工件。
主要原因有刀具刃口的過(guò)渡磨損和較高的加工應(yīng)力,也可能由于刀具材料過(guò)硬、切削刃強(qiáng)度不足以及進(jìn)給量太大造成。刀具應(yīng)該選擇韌性較好的合金材料,加工時(shí)應(yīng)減小進(jìn)給量和切削深度,另外還可選擇高強(qiáng)度或刀尖圓角較大的刀片。
(8)熱裂紋 由于斷續(xù)切削時(shí)的溫度變化而產(chǎn)生的垂直于切削刃的裂紋。
熱裂紋會(huì)降低工件表面的加工質(zhì)量,并導(dǎo)致刃口剝落。刀具應(yīng)該選擇韌性好的合金材料,同時(shí)在加工中減小進(jìn)給量和切削深度,并進(jìn)行干式切削,或在濕式切削加工時(shí)有充足的冷卻液。