切削加工中,刀具磨损主要是由机械作用和热化学作用造成的,具体原因如下:
(1)磨料磨损。在切削时,工件材料中硬质点或粘结在工件及切屑上的积屑瘤碎片等会在刀具表面上刻出沟痕,使刀具磨损。这主要是由机械摩擦作用造成的,也称为机械磨损。
(2)粘结磨损。切削塑性材料时,刀具与工件及切屑之间存在较大的压力,在适当的温度下,刀具与切屑、刀具与工件接触面间发生粘结。因切削运动,粘结点破裂后,刀具表面的微粒被带走,造成刀具磨损。
(3)氧化磨损。在较高温条件下(700~800℃),刀具表面材料会与空气中的氧发生氧化作用,生成一层强度较低的氧化膜,氧化膜很容易被工件或切屑擦掉,造成刀具磨损。
(4)扩散磨损。在高温条件下(850~1000℃),刀具材料中的Ti、W、Co等元素会逐渐扩散到工件或切屑中,工件材料中的Fe元素也会扩散到刀具表层。这样,改变了刀具材料的化学成分,使其硬度、耐磨性下降,从而加剧了刀具的磨损。
(5)相变磨损。刀具材料因切削温度升高而达到相变温度时,金相组织会发生改变,使刀具硬度下降,从而造成磨损。
总之,刀具磨损的原因是多方面的。在不同的刀具材料、工件材料及切削条件下,刀具磨损的原因是不同的,可能是其中的某一种,也可能是其中几种综合作用的结果。一般情况下,低速切削时.刀具磨损的原因主要是磨料磨损和粘结磨损;在高速切削时,硬质合金刀具会随着切削温度的升高发生氧化磨损和扩散磨损,而高速钢刀具会发生相变磨损。
影响刀具磨损的因素有以下几点
1、刀具材料
刀具材料决定刀具切削性能根本因素,对于加工效率、加工质量、加工成本以及刀具耐用度影响很大。刀具材料越硬,其耐磨性越好,硬度越高,冲击韧性越低,材料越脆。硬度韧性一对矛盾,也刀具材料所应克服一个关键。
2、刀具几何角度
刀具选择合适几何角度,有助于减小刀具振动,反过来,工件也不容易崩缺;
(1)前角,采用负前角加工石墨时,刀具刃口强度较好,耐冲击摩擦性能好,随着负前角绝对值减小,后刀面磨损面积变化不大,但总体呈减小趋势,采用正前角加工时,随着前角增大,刀具刃口强度被削弱,反而导致后刀面磨损加剧。负前角加工时,切削阻力大,增大了切削振动,采用大正前角加工时,刀具磨损严重,切削振动也较大。
(2)后角,如果后角增大,则刀具刃口强度降低,后刀面磨损面积逐渐增大。刀具后角过大后,切削振动加强。
(3)螺旋角,螺旋角较小时,同一切削刃上同时切入工件刃长最长,切削阻力最大,刀具承受切削冲击力最大,因而刀具磨损、铣削力切削振动都最大。当螺旋角去较大时,铣削合力方向偏离工件表面程度大,材料因崩碎而造成切削冲击加剧,因而刀具磨损、铣削力切削振动也都有所增大。因此,刀具角度变化对刀具磨损、铣削力切削振动影响前角、后角及螺旋角综合产生,所以选择方面一定要多加注意。
3、刀具涂层
根据不同的工件选择合适的涂层。具体可查看品牌刀具的样本。
刀具磨损的改善途径有以下几点:
1、控制切削速度对磨损的影响,选定合适的切削速度区域。
2、合理选择刀具材料,充分发挥刀具材料性能特点,其中包括:硬度、强度、化学稳定性、热导性、热膨胀性、表面惰性等。
3、提高刀具刃磨质量和充分浇注切削液,是切削温度大幅度下降,对防止积屑瘤损坏刀具、粘结磨损、热裂破坏和抗磨粒磨损均有明显效果。
4、提高刀具强度,增加刀片和刀具刚度,提高加工系统的刚性,防止刀具的疲劳裂纹、崩碎、剥落、热裂等产生。
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一般正常加工也是要磨损的,是被加工材料磨损去的,谁见过永远不用磨的刀啊。如果说刀具刃磨不理想,或选择错了刀具,那有些部分会加剧磨擦,自然磨损得更快,甚至打刀,当然,这不是属于磨损的范围了。
这个其实很多了,你的切削参数是否合理,冷却是否充分,还有刀具材质是否应对工件材料,机床精度,刀柄,刀套精度。很多了。
刀具的磨损包括热磨损和机械磨损,前者是发动机齿轮和液压系统中没有的特殊磨损,后者则与之有共同特点。
1、热磨损
(1)扩散磨损∶切削过程中,刀具承受的切削压力达到2~3GPa,切削温度高900~1100度。在切削高温和高速的条件下,刀具的扩散磨损要比一般机械零件大得多。它不只是使刀具扩散而损失材料,还增大刀具与切屑间的黏着,增大刀具的黏着磨损。刀具黏结剂以及硬质相(WC及TiC)向外扩散和工件成分向工具扩散,还引起刀具的脆化和软化,降低表面强度,增大刀具的黏着磨损和磨粒磨损,使前刀面呈月牙形。
(2)热电磨损 ∶ 另一种热磨损是热电磨损,在切削区高温作用下,刀具与工件两种不同材质的接触会产生热电位和热电流,使刀具磨损加剧。
(3)氧化磨损∶切削温度高时,刀具材料剧烈氧化形成一系列松软的氧化物,并被切削液带走,造成“氧化磨损”,刀具“烧伤”,使刀具出现沟槽。
2、机械磨损
包括磨粒磨损、黏着磨损和疲劳磨损,与常见机械磨损机理相同。在低温下,刀具的磨损以机械磨损为主;在高温下,由于热磨损量随切削温度的升高比通常机械磨损快得多,因此占主导地位。