由于现代制造技术的发展及数控CNC加工中心的广泛使用,许多工程师反应数控刀具很快磨损,那到底是由什么原因造成的呢?今天来宝imc小编来带大家探个究竟。
按磨损原因可分为:
磨料磨损
加工材料中经常有一些非常硬的微粒,这些微粒会在刀具表面形成凹槽,这就是研磨损耗。所有表面都存在磨损,前刀面最为明显。另外,虽然以各种切削速度产生了麻材的磨损,但低速切削时,由于切削温度低,其他原因产生的磨损不明显,因此主要是研磨材的磨损。刀具硬度越低,磨麻损伤越严重。
冷焊磨损
在切削时,工件、切削与前后的刃面之间有较大的压力和较强的摩擦,因此会发生冷焊。由于摩擦副之间的相对运动,冷焊会产生裂缝,裂缝会被一侧带走,从而导致冷焊磨损。冷焊损坏通常在中等水平切削用量下情况严重。依据试验说明,延性金属材料比塑性变形金属材料的抗冷焊工作能力强;多相金属材料比单边金属材料小;金属材料化学物质比单质冷焊倾向性小;金属元素元素表中B族原素与铁的冷焊倾向性小。低速切削高速钢和硬质合金时,冷焊更为严重。
扩散磨损
在高温切削和工件与刀具接触过程中,两侧的化学元素以固态相互扩散,改变刀具的成分和结构,使刀具表层易碎,加剧刀具磨损。扩散现象总是保持具有高深度梯度的物体连续扩散到具有低深度梯度的物体。例如,硬质合金中的钴在800℃时迅速扩散到碎片和工件中,碳化钨分解成钨和碳并扩散到钢中。用聚晶金刚石刀具切削钢铁材料时,当切削温度高于800℃时,聚晶金刚石中的碳原子将转移到扩散强度大的工件表面形成新合金,刀具表面将石墨化。钴和钨扩散严重,而钛、钽和铌具有较强的扩散阻力。因此YT硬质合金具有良好的耐磨性。陶瓷和PCBN切削时,温度高达1000 ℃~ 1300℃时,扩散磨损不明显。由于与工件、芯片和刀具材料相同,切割过程中接触区域会产生热电势。这种热电势具有促进扩散的效果,并加速刀具的磨损。这种在热电势作用下的扩散磨损称为“热电磨损”。
氧化磨损
当温度升高时,刀具表面氧化产生的较软的氧化物被碎片摩擦,这种磨损称为氧化磨损。例如,空气中的氧与硬质合金中的钴、碳化物和碳化钛反应,在700-800℃形成较软的氧化物。PCBN在1000℃与水蒸气反应。
按磨损形式可分为
前刀面损
当以相对较高的速度切割塑料材料时,前刀面靠近切削力的部分在切屑的作用下会磨损成月牙凹状,也称为月牙凹磨损。在磨损的初始阶段,切削刀具的前角增加,这改善了切削条件,并有利于切屑的卷曲和破碎。然而,当新月形凹陷进一步增加时,切削刃的强度被大大削弱,这可能最终导致切削刃的断裂和损坏。如果切削脆性材料,或以较低的切削速度和较薄的切削厚度切削塑性材料,则不会发生月牙洼磨损。
刀尖磨损
刀尖磨损是刀尖圆弧侧面和相邻辅助侧面的磨损,是刀具侧面磨损的延续。由于散热条件差和应力集中,磨损速度比侧面快。有时,一系列间距等于进给量的小凹槽会形成在第二侧面上,这称为凹槽磨损。它们主要是由加工表面的硬化层和切割线引起的。当切削具有高加工硬化倾向的硬切削材料时,凹槽磨损最有可能发生。刀尖的磨损对工件的表面粗糙度和加工精度影响最大。
后刀面磨损
用较大的切削厚度切削塑性材料时,由于切削屑的存在,刀具的后刀面可能不会与工件接触。此外,通常后刀面与工件接触,后刀面上形成后刀角为0的磨损带。一般来说,在切削刃工作长度的中间,齿侧磨损相对均匀,因此齿侧磨损程度可以通过切削刃的齿侧磨损区宽度VB来测量。由于各种刀具在不同的切削条件下几乎都有侧面磨损,特别是在切削脆性材料或切削厚度较小的塑料材料时,刀具的磨损主要是侧面磨损,而磨损带宽度VB的测量相对简单,所以VB通常用来表示数控刀具磨损程度。VB越大,不仅切削力会增加,引起切削振动,而且会影响刀尖圆弧处的磨损,从而影响加工精度和表面质量。
刀具防止破损的方法
根据加工材料和零件的特点,合理选择各种类型和品牌的刀具材料。在具有一定硬度和耐磨性的前提下,有必要保证刀具材料具有必要的韧性。
刀具几何参数的合理选择。通过调整前后角、主副偏角、刃角等角度来确保切削刃和刃尖的强度。在切削刃上磨削负倒角是防止刀具崩刃的有效措施。
确保焊接和磨削质量,避免因焊接和磨削不良而造成的各种缺陷。关键工序中使用的刀具应打磨以提高表面质量,并检查是否有裂纹。
合理选择切削参数,避免切削力和切削温度过大,防止刀具破损;
确保工艺系统具有更好的刚性,并尽可能减少/减少振动
采取正确的操作方法,使刀具尽可能不承受或承受较小的突然载荷。
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