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深冷處理設備-刀具破損、磨損、崩刃怎么辦

來(lái)源:鑫鋒立      發(fā)布日期:2019-03-22

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深冷處理設備-刀具破損、磨損、崩刃怎么辦 

  

鑫鋒立(北京)科技有限公司是國內專(zhuān)業(yè)研發(fā)超低溫深冷設備以及各種液氮深冷處理設備的國內品牌,主要生產(chǎn):深冷箱、低溫裝配設備、深冷處理設備、液氮高低溫試驗箱,模具深冷處理,超低溫處理工藝,超低溫處理技術(shù)、超低溫深加工設備,具有多年的低溫設備及食品機械設備的相關(guān)產(chǎn)品與服務(wù)的銷(xiāo)售和經(jīng)驗。
刀具磨損
 
1. 按磨損原因可分為:
 
1)磨料磨損
被加工材料中常有一些硬度極高的微小顆粒,能在刀具表面劃出溝紋,這就是磨料磨砂損。磨料磨損在各個(gè)面都存在,前刀面最明顯。而且各種切削速度下都能發(fā)生麻料磨損,但對于低速切削時(shí),由于切削溫度較低,其它原因產(chǎn)生的磨損都不明顯,因而磨料磨損是其主要原因。另處刀具硬度越低磨料麻損越嚴重。


 
2)冷焊磨損
切削時(shí),工件、切削與前后刀面之間,存在很大的壓力和強烈的摩擦,因而會(huì )發(fā)生冷焊。由于摩擦副之間有相對運動(dòng),冷焊將產(chǎn)生破裂被一方帶走,從而造成冷焊磨損。冷焊磨損一般在中等切削速度下比較嚴重。根據實(shí)驗表明,脆性金屬比塑性金屬的抗冷焊能力強;多相金屬比單向金屬??;金屬化合物比單質(zhì)冷焊傾向??;化學(xué)元素周期表中B族元素與鐵的冷焊傾向小。高速鋼與硬質(zhì)合金低速切削時(shí)冷焊比較嚴重。深冷處理設備


 
3)擴散磨損
在高溫下切削、工件與刀具接觸過(guò)程中,雙方的化學(xué)元素在固態(tài)下相互擴散,改變刀具的成分結構,使刀具表層變得脆弱,加劇了刀具的磨損。擴散現象總是保持著(zhù)深度梯度高的物體向深度梯度低物體持續擴散。例如硬質(zhì)合金在800℃時(shí)其中的鈷便迅速地擴散到切屑、工件中去,WC分解為鎢和碳擴散到鋼中去;PCD刀具在切削鋼、鐵材料時(shí)當切削溫度高于800℃時(shí),PCD中的碳原子將以很大的擴散強度轉移到工件表面形成新的合金,刀具表面石墨化。鈷、鎢擴散比較嚴重,鈦、鉭、鈮的抗擴散能力較強。故YT類(lèi)硬質(zhì)合金耐磨性較好。陶瓷和PCBN切削時(shí),當溫度高達1000℃-1300℃時(shí),擴散磨損尚不顯著(zhù)。 工件、切屑與刀具由于材料的同,切削時(shí)在接觸區將產(chǎn)生熱電勢,這種熱電勢有促進(jìn)擴散的作用而加速刀具的磨損。這種在熱電勢的作用下的擴散磨損,稱(chēng)為“熱電磨損”。


 
4)氧化磨損
當溫度升高時(shí)刀具表面氧化產(chǎn)生較軟的氧化物被切屑摩擦而形成的磨損稱(chēng)為氧化磨損。如:在700℃~800℃時(shí)空氣中的氧與硬質(zhì)合金中的鈷及碳化物、碳化鈦等發(fā)生氧化反應,形成較軟的氧化物;在1000℃時(shí)PCBN與水蒸氣發(fā)生化學(xué)反應。深冷處理設備


 
2. 按磨損形式可分為:
 
1)前刀面損
在以較大的速度切削塑性材料時(shí),前刀面上靠近切削力的部位,在切屑的作用下,會(huì )磨損成月牙凹狀,因此也稱(chēng)為月牙洼磨損。在磨損初期,刀具前角加大,使切削條件有所改善,并有利于切屑的卷曲折斷,但當月牙洼進(jìn)一步加大時(shí),切削刃強度大大削弱,最終可能會(huì )造成切削刃的崩碎毀損的情況。在切削脆性材料,或以較低的切削速度及較薄的切削厚度切削塑性材料時(shí),一般不會(huì )產(chǎn)生月牙洼磨損。 


 
2)刀尖磨損
刀尖磨損為刀尖圓弧的后刀面及鄰近的副后刀面上的磨損,它是刀具上后刀面的磨損的延續。由于此處的散熱條件差,應力集中,故磨損速度要比后刀面快,有時(shí)在副后刀面上還會(huì )形成一系列間距等于進(jìn)給量的小溝,稱(chēng)為溝紋磨損。它們主要由于已加工表面的硬化層及切削紋路造成的。在切削加工硬化傾向大的難切削材料時(shí),最易引起溝紋磨損。刀尖磨損對工件表面粗糙度及加工精度影響最大。


 
3)后刀面磨損
在很大切削厚度切削塑性材料時(shí),由于積屑瘤的存在,刀具的后刀面可能不與工件接觸。除此之外,通常后刀面都會(huì )與工件發(fā)生接觸,而在后刀面上形成一道后角為0的磨損帶。一般在切削刃工作長(cháng)度的中部,后刀面磨損比較均勻,因此后刀面的磨損程度可用該段切削刃的后刀面磨損帶寬度VB來(lái)衡量。 由于各種類(lèi)型的刀具在不同的切削情況下幾乎都會(huì )了發(fā)生后刀面磨損,特別是切削脆性材料或以較小的切削厚度切削塑性材料時(shí)刀具的磨損主要是后刀面磨損,而且磨損帶的寬度VB的測量比較簡(jiǎn)便,因此通常都用VB來(lái)表示刀具的磨損程度。VB愈大,不但會(huì )使切削力增大,引起切削振動(dòng),而且會(huì )影響刀尖圓弧處的磨損,從而影響加工精度及加工表面質(zhì)量。深冷處理設備

2. 刀具防止破損的方法

1)針對被加工材料和零件的特點(diǎn),合理選擇刀具材料的各類(lèi)和牌號。在具備一定硬度和耐磨性的前提下,必須保證刀具材料具有必要的韌性;

2)合理選擇刀具幾何參數。通過(guò)調整前后角,主副偏角,刃傾角等角度;

保證切削刃和刀尖有較好的強度。在切削刃上磨出負倒棱,是防止崩刀的有效措施;

3)保證焊接和刃磨的質(zhì)量,避免因焊接、刃磨不善而帶來(lái)的各種疵病。關(guān)鍵工序所用的刀具,其刀而應經(jīng)過(guò)研磨以提高表面質(zhì)量,并檢查有無(wú)裂紋;

4)合理選擇切削用量,避免過(guò)大的切削力和過(guò)高的切削溫度,以防止刀具破損;深冷處理設備

5)盡可能保證工藝系統具有較好的剛性,減小振動(dòng);



6)采取正確的操作方法,盡量使刀具不承受或少承受突變性的負荷。
 
三、刀具崩刃的原因及對策
 
1)刀片牌號、規格選擇不當,如刀片的厚度太薄或粗加工時(shí)選用了太硬太脆的牌號。
對策:增大刀片厚度或將刀片立裝,選用抗彎強度及韌性較高的牌號。

2) 刀具幾何參數選擇不當(如前后角過(guò)大等)。


對策:可從以下幾方面著(zhù)手重新設計刀具。
① 適當減小前、后角。
② 采用較大的負刃傾角。
③ 減小主偏角。
④ 采用較大的負倒棱或刃口圓弧。
⑤ 修磨過(guò)渡切削刃,增強刀尖。

3)刀片的焊接工藝不正確,造成焊接應力過(guò)大或焊接裂縫。深冷處理設備


對策:
①避免采用三面封閉的刀片槽結構。
②正確選用焊料。
③避免采用氧炔焰加熱焊接,并且在焊接后應保溫,以消除內應力。④盡可能改用機械夾固的結構

4)刃磨方法不當,造成磨削應力及磨削裂紋;對PCBN銑刀刃磨后刀齒的振擺過(guò)大,使個(gè)別刀齒負荷過(guò)重,也會(huì )造成打刀。


對策:
①采用間斷磨削或金剛石砂輪磨削。
②選用較軟的砂輪,并經(jīng)常修整保持砂輪鋒利。
③注意刃磨質(zhì)量,嚴格控制銑刀刀齒的振擺量。

5) 切削用量選擇不合理,如用量過(guò)大,便機床悶車(chē);斷續切削時(shí),切削速度過(guò)高,進(jìn)給量過(guò)大,毛坯余量不均勻時(shí),切削深度過(guò)??;切削高錳鋼等加工硬化傾向大的材料時(shí),進(jìn)給量過(guò)小等。
對策:重新選擇切削用量。

6) 機械夾固式刀具的刀槽底面不平整或刀片伸出過(guò)長(cháng)等結構上的原因。深冷處理設備


對策:
①修整刀槽底面。
②合理布置切削液噴嘴的位置。
③淬硬刀桿在刀片下面增加硬質(zhì)合金墊片。

7) 刀具磨損過(guò)度。
對策:及時(shí)換刀或更換切削刃。

8) 切削液流量不足或加注方法不正確,造成刀片驟熱而裂損。


對策:
① 加大切削液的流量。
② 合理布置切削液噴嘴的位置。
③ 采用有效的冷卻方法如噴霧冷卻等提高冷卻效果。
④ 采用*切削減小對刀片的沖擊。

9) 刀具安裝不正確,如:切斷車(chē)刀安裝過(guò)高或過(guò)低;端面銑刀采用了不對稱(chēng)順銑等。
對策:重新安裝刀具。

10) 工藝系統剛性太差,造成切削振動(dòng)過(guò)大。


對策:
① 增加工件的輔助支承,提高工件裝夾剛性。
② 減小刀具的懸伸長(cháng)度。
③ 適當減小刀具的后角。
④ 采用其它的消振措施。

11) 操作不慎,如:刀具由工件中間切入時(shí),動(dòng)作過(guò)猛;尚未退刀,即行停車(chē)。深冷處理設備
 對策:注意操作方法。

四、積屑瘤

1) 形成原因

在靠近切削刃的一部分,刀-屑接觸區內,由于下壓力很大,使切屑底層金屬嵌入前刀面上的微觀(guān)不平的峰谷內,形成無(wú)間隙的真正的金屬間接觸而產(chǎn)生粘結現象,這部分刀-屑接觸區被稱(chēng)為粘結區。在粘結區內,切屑底層將有一薄層金屬材料層積滯留在前刀面上,這部分切屑的金屬材料經(jīng)過(guò)了劇烈的變形,在適當的切削溫度下發(fā)生強化。隨著(zhù)切屑的連續流出,在后繼切削的流動(dòng)所作推擠下,這層滯積材料便與切屑上層發(fā)生相對滑移而離開(kāi)來(lái),成為積屑瘤的基礎。隨后,在它的上面又會(huì )形成第二層滯積切削材料,這樣不斷地層積,就形成了積屑瘤。

2) 特點(diǎn)及對切削加工的影響


① 硬度比工件材料高1.5~2.0倍,可代替前刀面進(jìn)行切削,有保護切削刃、減小前刀面磨損的作用,但積屑瘤脫落時(shí)的碎片流經(jīng)刀具-工件接觸區會(huì )造成刀具后刀面磨損。
② 在積屑瘤形成后刀具的工作前角明顯增大,對減小切屑變形及降低切削力起了積極作用。
③ 由于積屑瘤突出于切削刃之外,使實(shí)際切削深度增大,影響工件的尺寸精度。
④ 積屑瘤會(huì )在工件表面造成“犁溝”現象,影響工件表面粗糙度。⑤積屑瘤的碎片會(huì )粘結或嵌入工件表面造成硬質(zhì)點(diǎn),影響工件已加工表面的質(zhì)量。
由上述分析可知,積屑瘤對切削加工,特別對精加工是不利的。深冷處理設備

3) 控制措施

不使切屑底層材料與前刀面發(fā)生粘結或變形強化,即可避免積屑瘤的產(chǎn)生為此日的可采取如下措施。

① 減小前刀面的粗糙度。
② 增大刀具的前角。
③ 減小切削厚度。
④ 采用低速切削或高速切削,避開(kāi)容易形成積屑瘤的切削速度。
⑤ 對工件材料進(jìn)行適當的熱處理提高其硬度,減小塑性。
⑥ 采用抗粘結發(fā)性能好的切削液(如含硫、氯的極壓切削液)。鑫鋒立(北京)科技有限公司是國內專(zhuān)業(yè)研發(fā)超低溫深冷設備以及各種液氮深冷處理設備的國內品牌,主要生產(chǎn):深冷箱、低溫裝配設備、深冷處理設備、液氮高低溫試驗箱,模具深冷處理,超低溫處理工藝,超低溫處理技術(shù)、超低溫深加工設備,具有多年的低溫設備及食品機械設備的相關(guān)產(chǎn)品與服務(wù)的銷(xiāo)售和經(jīng)驗。


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