今天鞋百科给各位分享刀具磨损标准是刀尖吗的知识,其中也会对刀具磨损分为哪三个阶段?(刀具磨损可分为三个阶段)进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在我们开始吧!
**磨损分为哪三个阶段?
石墨专用**的特点是什么
石墨电极与铜电极相比具有电极消耗小、加工速度快、机械加工性能好、加工精度高、热变形小、重量轻、表面处理容易、耐高温、加工温度高、电极可粘结等优点。尽管石墨是一种非常容易切削的材料,但由于用作EDM电极的石墨材料必须具有足够的强度以免在操作和EDM加工过程中受到破坏,同时电极形状(薄壁、小圆角、锐变)等也对石墨电极的晶粒尺寸和强度提出较高的要求,这导致在加工过程中石墨工件容易崩碎,**容易磨损。
**磨损是石墨电极加工中最重要的问题。磨损量不仅影响**损耗费用、加工时间、加工质量,而且影响电极EDM加工工件材料的表面质量,是优化高速加工的重要参数。石墨电极材料加工的主要**磨损区域为前刀面和后刀面。在前刀面上,**与破碎切屑区的冲击接触产生冲击磨粒磨损,沿工具表面滑动的切屑产生滑动摩擦磨损。
影响**磨损的几点事项:
1、**材料
**材料是决定**切削性能的根本因素,对于加工效率、加工质量、加工成本以及**耐用度影响很大。**材料越硬,其耐磨性越好,硬度越高,冲击韧性越低,材料越脆。硬度和韧性是一对矛盾,也是**材料所应克服的一个关键。对于石墨**,普通的TiAlN涂层可在选材上适当选择韧性相对较好一点的,也就是钴含量稍高一点的;对于金刚石涂层石墨**,可在选材上适当选择硬度相对较好一点的,也就是钴含量稍低一点的;
2、**的几何角度
石墨**选择合适的几何角度,有助于减小**的振动,反过来,石墨工件也不容易崩缺;
(1)前角,采用负前角加工石墨时,**刃口强度较好,耐冲击和摩擦的性能好,随着负 前角绝对值的减小,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,随着前角的增大,**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,**磨损严重,切削振动也较大。
(2)后角,如果后角的增大,则**刃口强度降低,后刀面磨损面积逐渐增大。**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石墨工件的刃长最长,切削阻力最大,**承受的切削冲击力最大,因而**磨损、铣削力和切削振动都是最大的。当螺旋角去较大时,铣削合力的方向偏离工件表面的程度大,石墨材料因崩碎而造成的切削冲击加剧,因而**磨损、铣削力和切削振动也都有所增大。因此,**角度变化对**磨损、铣削力和切削振动的影响是前角、后角及螺旋角综合产生的,所以在选择方面一定要多加注意。
通过对石墨材料的加工特性做了大量的科学测试,PARA**优化了相关**的几何角度,从而使得**的整体切削性能大大提高。
3、**的涂层
金刚石涂层**的硬度高、耐磨性好、摩擦系数低等优点,现阶段金刚石涂层是石墨加工**的最佳选择,也最能体现石墨**优越的使用性能;金刚石涂层的硬质合金**的优点是综合了天然金刚石的硬度和硬质合金的强度及断裂韧性;但是在国内金刚石涂层技术还处于起步阶段,还有成本的投入都是很大的,所以金刚石涂层在近期不会有太大发展,不过我们可以在普通**的基础上,优化**的角度,选材等方面和改善普通涂层的结构,在某种程度上是可以在石墨加工当中应用的。
金刚石涂层**和普通涂层**的几何角度有本质的区别,所以在设计金刚石涂层**时,由于石墨加工的特殊性,其几何角度可适当放大,容削槽也变大,也不会降低其**锋口的耐磨性;对于普通的TiAlN涂层,虽然比无涂层的**其耐磨有显著的提高,但比起金刚石涂层来说,在加工石墨时它的几何角度应适当放小,以增加其耐磨性。
对金刚石涂层来说,目前世界上众多的涂层公司均投入大量的人力和物力来研究开发相关涂层技术,但是至今为止,国外成熟而又经济的涂层公司仅仅限于欧洲;PARA作为一款优秀的石墨加工**,同样采用目前世界最先进的涂层技术对**进行表面处理,以确保加工寿命的同时,保证**的经济实用。
4、**刃口的强化
**刃口钝化技术是一个还不被人们普遍重视,而又是十分重要的问题。金刚石砂轮刃磨后的硬质合金**刃口,存在程度不同的微观缺口(即微小崩刃与锯口)。石墨高速切削加工**性能和稳定性提出了更高的要求,特别是金刚石涂层**在涂层前必须经过刀口的钝化处理,才能保证涂层的牢固性和使用寿命。**钝化目的就是解决上述刃磨后的**刃口微观缺口的**,使其锋值减少或消除,达到圆滑平整,既锋利坚固又耐用的目的。
5、**的机械加工条件
选择适当的加工条件对于**的寿命有相当大的影响。
(1)切削方式(顺铣和逆铣),顺铣时的切削振动小于逆铣的切削振动。顺铣时的**切入厚度从最大减小到零,**切入工件后不会出现因切不下切屑而造成的弹刀现象,工艺系统的刚性好,切削振动小;逆铣时,刀 具的切入厚度从零增加到最大,**切入初期因切削厚度薄将在工件表面划擦一段路径,此时刃口如果遇到石墨材料中的硬质点或残留在工件表面的切屑颗粒,都将引起**的弹刀或颤振,因此逆铣的切削振动大;
(2)吹气(或吸尘)和浸渍电火花液加工,及时清理工件表面的石墨粉尘,有利于减小**二次磨损,延长**的使用寿命,减少石墨粉尘对机床丝杠和导轨的影响;
(3)选择合适的高转速及相应的大进给量。
综述以上几点,**的材料、几何角度、涂层、刃口的强化及机械加工条件,在**的使用寿命中扮演者不同的角色,缺一不可,相辅相成的。一把好的石墨**,应具备流畅的石墨粉排屑槽、长的使用寿命、能够深雕刻加工、能节约加工成本。
回答人的补充 2011-01-05 11:03 **在切削过程中将逐渐产生磨损,当**磨损达到一定程度时,可以明显地发现切削力加大,切削温度上升,切屑颜色改变,甚至产生振动。同时,工件尺寸也可能超出公差范围,已加工表面质量也明显恶化。**的磨损和耐用度关系到切削加工的效率、质量和成本,因此它是切削加工中极为重要的问题之一。
在切削过程中,前刀面、后刀面经常与切屑、工件接触,在接触区里发生着强烈的摩擦,同时,在接触区里又有很高的温度和压力。因此,前刀面和后刀面随着切削的进行都会逐渐产生磨损。切削过程中的**磨损具有下列特点:**与切屑、工件间的接触表面经常是新鲜表面;接触压力非常大,有时超过被切削材料的屈服强度;接触表面的温度很高,对于硬质合金**可达800~1000℃,对于高速**可达300~600℃。在上述条件下工作,**磨损经常是机械的、热的、化学的三种形式的综合作用结果,可以产生以下几种磨损形式。
一、磨料磨损
切屑、工件的硬度虽然低于**的硬度,但它们当中经常含有一些硬度极高的微小的硬质点,可在**表面刻划出沟纹,这就是磨料磨损。硬质点有碳化物(如Fe3C、TiC、VC)、氮化物(如TiN、Si3N4)、**物(如SiO2、Al2O3)和金属间化合物等。切削中的Ti(N、C)颗粒在**上起了耕犁作用。除了前刀面会有磨料磨损的现象,在后刀面上,同样可以发现有由于磨料磨损而产生的的沟纹。磨料磨损在各种切削速度下都存在,但对低速切削的**(如拉刀、扳牙等),磨料是磨损的主要原因。这是由于低速切削时,切削温度比较低,其他原因产生的磨损并不显著,因而不是主要的。高速钢**的硬度和耐磨度低于硬质合金、陶瓷等,故其磨料磨损所占的比重较大。
二、冷焊磨损
切削时,切屑、工件与前、后刀面之间,存在很大的压力和强烈的摩擦,因而它们之间会发生冷焊。由于摩擦面之间有相对的运动,冷焊结将产生破裂被一方带走,从而造成冷焊磨损。
一般来说,工件材料或切屑的硬度较**材料的硬度低,冷焊结的破裂往往发生在工件或切屑这方。但由于交变能力、接触疲劳、热应力以及**表层结构**等原因,冷焊结的破裂也可能发生在**这一方,**材料的颗粒被切屑或工件带走,从而造成**磨损。
冷焊磨损一般在中等偏低的切削速度下比较严重。研究表明:脆性金属比塑性金属的抗冷焊能力强;相同的金属或晶格类型、晶格间距、电子密度、电化学性质相近的金属冷焊倾向小;金属化合物比单相固熔体冷焊倾向小;化学元素周期表中B族元素比铁的冷焊倾向小。
在高速钢**的正常工作速度和硬质合金**偏低的工作速度下,正能满足产生冷焊的条件,故此时冷焊磨损所占的比重较大。提高切削速度后,硬质合金**冷焊磨损减轻。
三、扩散磨损
扩散磨损在高温下产生。切削金属时,切屑、工件与**接触过程中,双方的化学元素在固态下相互扩散,改变了原来材料的成分与结构,使**材料变得脆弱,从而加剧了**的磨损。例如硬质合金切钢时,从800℃开始,硬质合金中的化学元素迅速地扩散到切屑、工件中去,WC分解为W和C后扩散到钢中。因切屑、工件都在高速运动,**表面和它们的表面在接触区保持着扩散元素的浓度梯度,从而使扩散现象持续进行。于是,硬质合金表面发生贫碳、贫钨现象。粘结相CO减少,又使硬质合金中硬质相(WC,TiC)的粘结强度降低。切屑、工件中的Fe则向硬质合金中扩散,扩散到硬质合金中的Fe,将形成新的硬度、高脆性的复合碳化物。所有这些,都使**磨损加剧。除**、工件材料自身的性质以外,温度是影响扩散磨损的最主要因素。扩散磨损往往与冷焊磨损、磨料磨损同时产生,此时磨损率很高。高速钢**的工作温度较低,与切屑、工件之间的扩散作用进行得比较缓慢,故其扩散磨损所占的比重远小于硬质合金**。
四、**磨损
当刀削温度达700~800℃时,空气中的氧便与硬质合金中的钴及碳化钨、碳化钛等发生**作用,产生较软的**物(如Co3O4、CoO、WO3、TiO2等)被切屑或工件擦掉而形成磨损,这称为**磨损。**磨损与**膜的粘附强度有关,粘附强度越低,则磨损越快;反之则可减轻这种磨损。一般,空气不易进入刀屑接触区,**磨损最容易在主副刀削刃的工作边界处形成。
五、热电磨损
工件、切屑与**由于材料不同,切削时在接触区将产生热电势,这种热电势有促进扩散的作用而加速**磨损。这种在热电势的作用下产生的扩散磨损,称为“热电磨损”。试验证明,若在工件、**接触处通以与热电势相反的电动势,可减少热电磨损。
总之,在不同的工件材料、**材料和切削条件下,磨损原因和磨损强度是不同的。对于一定的**和工件材料,切削温度对**磨损具有决定性的影响。切削温度的高低取决于热的产生和传出情况,它受切削用量、工件材料、**材料及几何开头等影响。因此,通过合理选择切削用量、**材料及角度,可以减少切削热的产生和增加热的传出。有效地降低切削区温度是减少**磨损的重要途径。
由于**磨损到一定程度,将降低工件的尺寸精度和加工表面质量,同时也将增加加工成本和**的消耗,因此,减少**磨损具有十分重要的现实意义。
钛合金有哪些切削特点?
钛合金的硬度大于HB350时切削加工特别困难,小于HB300时则容易出现粘刀现象,也难于切削。但钛合金的硬度只是难于切削加工的一个方面,关键在于钛合金本身化学、物理、力学性能间的综合对其切削加工性的影响。钛合金有如下切削特点:
(1)变形系数小:这是钛合金切削加工的显著特点,变形系数小于或接近于1。切屑在前刀面上滑动摩擦的路程大大增大,加速**磨损。
(2)切削温度高:由于钛合金的导热系数很小(只相当于45号钢的1/5~1/7),切屑与前刀面的接触长度极短,切削时产生的热不易传出,集中在切削区和切削刃附近的较小范围内,切削温度很高。在相同的切削条件下,切削温度可比切削45号钢时高出一倍以上。
(3)单位面积上的切削力大:主切削力比切钢时约小20%,由于切屑与前刀面的接触长度极短,单位接触面积上的切削力大大增加,容易造成崩刃。同时,由于钛合金的弹性模量小,加工时在径向力作用下容易产生弯曲变形,引起振动,加大**磨损并影响零件的精度。因此,要求工艺系统应具有较好的刚性。
(4)冷硬现象严重:由于钛的化学活性大,在高的切削温度下,很容易吸收空气中的氧和氮形成硬而脆的外皮;同时切削过程中的塑性变形也会造成表面硬化。冷硬现象不仅会降低零件的疲劳强度,而且能加剧**磨损,是切削钛合金时的一个很重要特点。
(5)**易磨损:毛坯经过冲压、锻造、热轧等方法加工后,形成硬而脆的不均匀外皮,极易造成崩刃现象,使得切除硬皮成为钛合金加工中最困难的工序。另外,由于钛合金对**材料的化学亲和性强,在切削温度高和单位面积上切削力大的条件下,**很容易产生粘结磨损。车削钛合金时,有时前刀面的磨损甚至比后刀面更为严重;进给量f<0.1 mm/r时,磨损主要发生在后刀面上;当f>0.2 mm/r时,前刀面将出现磨损;用硬质合金**精车和半精车时,后刀面的磨损以VBmax<0.4 mm较合适。
4.切削钛合金时怎样选择**材料?
切削加工钛合金应从降低切削温度和减少粘结两方面出发,选用红硬性好、抗弯强度高、导热性能好、与钛合金亲和性差的**材料,YG类硬质合金比较合适。由于高速钢的耐热性差,因此应尽量采用硬质合金制作的**。常用的硬质合金**材料有YG8、YG3、YG6X、YG6A、813、643、YS2T和YD15等。
涂层刀片和YT类硬质合金会与钛合金产生剧烈的亲和作用,加剧**的粘结磨损,不宜用来切削钛合金;对于复杂、多刃**,可选用高钒高速钢(如W12Cr4V4Mo)、高钴高速钢(如W2Mo9Cr4VCo8)或铝高速钢(如W6Mo5Cr4V2Al、M10Mo4Cr4V3Al)等**材料,适于制作切削钛合金的钻头、铰刀、立铣刀、拉刀、丝锥等**。
采用金刚石和立方氮化硼作**切削钛合金,可取得显著效果。如用天然金刚石**在*化液**的条件下,切削速度可达200 m/min;若不用切削液,在同等磨损量时,允许的切削速度仅为100m/min。
5.切削钛合金时怎样选择**几何参数?
(1)前角γ0:钛合金切屑与前刀面的接触长度短,前角较小时既可增加刀屑的接触面积,使切削热和切削力不至于过分集中在切削刃附近,改善散热条件,又能加强切削刃,减小崩损的可能性。一般取γ0=5°~15°。
(2)后角α0:钛合金已加工表面弹性恢复大、冷硬现象严重,采用大后角可减小对后刀面造成的摩擦、粘附、粘结、撕裂等现象,以减小后刀面的磨损。各种切削钛合金**的后角基本上都大于等于15°。
(3)主偏角κr和副偏角κ′r:切削钛合金时切削温度高、弹性变形倾向大,在工艺系统刚性允许的条件下,应尽量减小主偏角,以增加切削部分的散热面积和减小切削刃单位长度上的负荷,一般采用κr=30°,粗加工时取κr=45°。减小副偏角可以加强刀尖,有利于散热和降低加工表面粗糙度值,一般取κ′r =10°~15°。
(4)刃倾角λs:由于毛坯有硬皮和表层组织不均匀,粗车时切削刃容易崩损,为了增加切削刃的强度和锋利程度,应加大切屑的滑动速度,一般取λs =-3°~-5°,精车时λs =O°。
(5)刀尖圆弧半径rε:切削钛合金时刀尖是最薄弱的部分,容易崩掉和磨损,需磨出刀尖圆弧,一般rε=0.5~1.5mm。
车削时采用负倒棱(bγ=0.03~0.05 mm,γ01=-10°~0°),断(卷)屑槽的槽底圆弧半径Rn=6~8 mm。
另外,**刃磨质量对提高其耐用度也十分重要。硬质合金**宜用金刚石砂轮刃磨,切削时刃口必须锋利,前后刀面的表面粗糙度Ra值应小于0.4um,刃口部分不允许有微小的缺口。**刃磨后进行研磨,其耐用度可提高30%。
6.切削钛合金时怎样选择切削用量?
切削钛合金时,切削温度高、**耐用度低,切削用量中切削速度对切削温度的影响最大,因此应力求使所选择的切削速度下产生的切削温度接近最佳范围。高速钢**切削钛合金时的最佳切削温度约为480℃~540℃,硬质合金**约为650℃~750℃。切削钛合金一般采用较低的切削速度、较大的切削深度和进给量。
(1)切削速度Vc:切削速度对**耐用度影响最大,最好能使**在相对磨损最小的最佳切削速度下工作。切削不同牌号的钛合金,由于强度差别较大,切削速度应适当调整。切削深度对切削速度也有一定影响,应根据不同的切削深度来确定切削速度的大小,
(2)进给量f:进给量对**的耐用度影响较小,在保证加工表面粗糙度的条件下,可选较大的进给量,一般取f=0.1~0.3 mm/r。进给量太小,使**在硬化层内切削,增加**磨损,同时极薄的切屑在高的切削温度下容易自燃,因此不允许f<0.05 mm/r。
(3)切削深度αp:切削深度对**耐用度的影响最小,一般选用较大的切削深度,这样不仅可以避免刀尖在硬化层内切削,减小**磨损,还可增加刀刃工作长度,有利于散热,一般取αp=1~5 mm。
7.切削钛合金时怎样选择切削液?
切削钛合金时,为了降低切削温度,应当向切削区域浇注大量的以**作用为主的切削液。对切削液的要求有导热系数大、比热大、热容量大、汽化热大、汽化速度快、流量大、流速快。一般说来,水比油的导热系数大3~5倍,比热大1倍,汽化热几乎大10倍左右,故用水溶性切削液较为合适。车、铣削钛合金时,常采用*化液,或采用有极压添加剂的水溶性切削液。
极压*化剂的配方为:
石油磺酸钠 10% 油酸 3%
石油磺酸铅 6% 三乙醇胺 3.5 %
氯化石蜡 4% 20号机油 70.5%
氯化硬脂酸 3%
极压添加剂的水溶性切削液的配方为:
氯化脂肪酸、聚氯乙烯 0.5%~0.8%
磷酸三钠 0.59% 三乙醇胺 1%~2%
**酸钠 1.2% 水 其余
对于钻孔、扩孔、铰孔、拉削、攻丝等工序,应该采用润滑作用较大的极压可溶性油作切削液,如蓖麻油、油酸、硫化油、氯化油等。
**润滑的方法最好采用高压喷雾**法、高压内**法等,这样才可起到良好的**、润滑作用。切削液流量不少于15~20 L/min。
8.切削钛合金时应注意哪些问题?
在切削钛合金的过程中,应注意的事项有:
(1)由于钛合金的弹性模量小,工件在加工中的夹紧变形和受力变形大,会降低工件的加工精度;工件安装时夹紧力不宜过大,必要时可增加辅助支承。
(2)如果使用含氯的切削液,切削过程中在高温下将分解释放出氢气,被钛吸收引起氢脆;也可能引起钛合金高温应力腐蚀开裂。
(3)切削液中的氯化物使用时还可能分解或挥发有毒气体,使用时宜采取安全防护措施,否则不应使用;切削后应及时用不含氯的清洗剂彻底清洗零件,清除含氯残留物。
(4)禁止使用铅或锌基合金制作的工、夹具与钛合金接触,铜、锡、镉及其合金也同样禁止使用。
(5)与钛合金接触的所有工、夹具或其他装置都必须洁净;经清洗过的钛合金零件,要防止油脂或指印污染,否则以后可能造成盐(氯化钠)的应力腐蚀。
(6)一般情况下切削加工钛合金时,没有发火危险,只有在微量切削时,切下的细小切屑才有发火燃烧现象。为了避免火灾,除大量浇注切削液之外,还应防止切屑在机床上堆积,**用钝后立即进行更换,或降低切削速度,加大进给量以加大切屑厚度。若一旦着火,应采用滑石粉、石灰石粉末、干砂等灭火器材进行扑灭,严禁使用四氯化碳、二**碳灭火器,也不能浇水,因为水能加速燃烧,甚至导致氢**。
铣削难加工材料以**什么磨损为主
近年来,机械制品多功能、高功能化发展势头十分强劲,要求零件必须实现小型化、微细化。为了满足些要求,则所用材料必须具有高硬度、高韧性高耐磨性,而具有这些特性材料其加工难度也特别大,因此又出现了新难加工材料。难加工材料就这样随着时代发展及专业领域不同而出现,其特有加工技术也随着时代及各专业领域研究开发而不断向前发展。
另一方面,随着信息化社会到来,难加工材料切削技术信息也可通过因特网互相交流,因此,今后有关难加工材料切削加工数据等信息将会更加充实,加工效率也必然会进一步提高,本文以难加工材料切削加工为核心,介绍该技术近年来发展动向。
切削领域难加工材料
切削加工,通常出现**磨损包括如下两种形态:(1)由于机械作用而出现磨损,如崩刃或磨粒磨损等;(2)由于热及化学作用而出现磨损,如粘结、扩散、腐蚀等磨损,以及由切削刃软化、溶融而产生破断、热疲劳、热龟裂等。
切削难加工材料时,很短时间内即出现上述**磨损,这由于被加工材料存较多促使**磨损因素。例如,多数难加工材料均具有热传导率较低特点,切削时产生热量很难扩散,致使**刃尖温度很高,切削刃受热影响极为明显。这种影响结果会使**材料粘结剂高温下粘结强度下降,WC(碳化钨)等粒子易于分离出去,从而加速了**磨损。另外,难加工材料成分**材料某些成分切削高温条件下产生反应,出现成分析出、脱落,或生成其他化合物,这将加速形成崩刃等**磨损现象。
切削高硬度、高韧性被加工材料时,切削刃温度很高,也会出现与切削难加工材料时类似**磨损。如切削高硬度钢时,与切削一般钢材相比,切削力更大,**刚性不足将会引起崩刃等现象,使**寿命不稳定,而且会缩短**寿命,尤其加工生成短切屑工件材料时,会切削刃附近产生月牙洼磨损,往往短时间内即出现**破损。
切削超耐热合金时,由于材料高温硬度很高,切削时应力大量集刃尖处,这将导致切削刃产生塑性变形;同时,由于加工硬化而引起边界磨损也比较严重。
由于这些特点,所以要求用户切削难加工材料时,必须慎重选择**品种切削条件,以获得理想加工效果。
难加工材料切削加工应注意问题
切削加工大致分为车削、铣削及以心齿为主切削(钻头、立铣刀端面切削等),这些切削加工切削热对刃尖影响也各不相同。车削一种连续切削,刃尖承受切削力无明显变化,切削热连续作用于切削刃上;铣削则一种间断切削,切削力断续作用于刃尖,切削时将发生振动,刃尖所受热影响,切削时加热非切削时**交替进行,总受热量比车削时少。
铣削时切削热一种断续加热现象,刀齿非切削时即被**,这将有利于**寿命延。日本理化研究所对车削铣削**寿命作了对比试验,铣削所用**为球头立铣刀,车削为一般车刀,两者相同被加工材料切削条件(由于切削方式不同,切削深度、进给量、切削速度等只能做到大体一致)及同一环境条件下进行切削对比试验,结果表明,铣削加工对延长**寿命更为有利。
利用带有心刃(即切削速度=0M/MIN部位)钻头、球头立铣刀等**进行切削时,经常出现靠近心刃处工具寿命低下情况,但仍比车削加工时强。
切削难加工材料时,切削刃受热影响较大,常常会降低**寿命,切削方式如为铣削,则**寿命会相对长一些。但难加工材料不能自始至终全部采用铣削加工,间总会有需要进行车削或钻削加工时候,因此,应针对不同切削方式,采取相应技术措施,提高加工效率。
切削难加工材料用**材料
CBN高温硬度现有**材料最高,最适合用于难加工材料切削加工。新型涂层硬质合金以超细晶粒合金作基体,选用高温硬度良好涂层材料加以涂层处理,这种材料具有优异耐磨性,也可用于难加工材料切削优良**材料之一。
难加工材料钛、钛合金由于化学活性高,热传导率低,可选用金刚石**进行切削加工。CBN烧结体**适用于高硬度钢及铸铁等材料切削加工,CBN成分含量越高,**寿命也越长,切削用量也可相应提高。据报道,目前已开发出不使用粘结剂CBN烧结体。
金刚石烧结体**适用于铝合金、纯铜等材料切削加工。金刚石**刃口锋利,热传导率高,刃尖滞留热量较少,可将积屑瘤等粘附物发生控制最低限度之内。切削纯钛钛合金时,选用单晶金刚石**切削比较稳定,可延长**寿命。
涂层硬质合金**几乎适用于各种难加工材料切削加工,但涂层性能(单一涂层复合涂层)差异很大,因此,应根据不同加工对象,选用适宜涂层**材料。据报道,最近已开发出金刚石涂层硬质合金DLC(DIAMONDLIKECARBON)涂层硬质合金,使涂层**应用范围进一步扩大,并已可用于高速切削加工领域。
切削难加工材料**形状
切削难加工材料时,**形状最佳化可充分发挥**材料性能。选择与难加工材料特点相适应前角、后角、切入角等**几何形状对刃尖进行适当处理,对提高切削精度延长**寿命有很大影响,因此,**形状方面决不能掉以轻心。但,随着高速铣削技术推广应用,近来已逐渐采用小切深以减轻刀齿负荷,采用逆铣并提高进给速度,因此,对切削刃形状设计思路也有所改变。
对难加工材料进行钻削加工时,增大钻尖角,进行十字形修磨,降低扭矩切削热有效途径,它可将切削与切削面接触面积控制最小范围之内,这对延长**寿命提高切削条件十分有利。钻头钻孔加工时,切削热极易滞留切削刃附近,而且排屑也很困难,切削难加工材料时,这些问题更为突出,必须给以足够关注。
为了便于排屑,通常钻头切削刃后侧设有**液喷出口,可供给充足水溶性**液或雾状**剂等,使排屑变得更为顺畅,这种方式对切削刃**效果也很理想。近年来,已开发出一些润滑性能良好涂层物质,这些物质涂镀钻头表面后,用其加工3~5D浅孔时,可采用干式钻削方式。
孔精加工历来采用镗削方式,不过近来已逐渐由传统连续切削方式改变为采用等高线切削这类间断切削方式,这种方式对提高排屑性能延长工具寿命均更为有利。因此,这种间断切削用镗削**设计出来后,立即被应用于汽车零件CNC切削加工。螺纹孔加工方面,目前也采用螺旋切削插补方式,切螺纹用立铣刀已大量投放市场。
如上所述,这种由原来连续切削向间断切削转换,随着对CNC切削理解加深而进行,这一个渐进过程。采用此种切削方式切削难加工材料时,可保持切削平稳性,且有利于延长工具寿命。
难加工材料切削条件
难加工材料切削条件历来都设定得比较低,随着**性能提高,高速高精度CNC机床出现,以及高速铣削方式引进等,目前,难加工材料切削已进入高速加工、**长寿命化时期。
现,采用小切深以减轻**切削刃负荷,从而可提高切削速度进给速度加工方式,已成为切削难加工材料最佳方式。当然,选择适应难加工材料特有性能**材料**几何形状也极为重要,而且应力求**切削轨迹最佳化。例如,钻削不锈钢等材料时,由于材料热传导率很低,因此,必须防止切削热大量滞留切削刃上,为此应尽可能采用间断切削,以避免切削刃切削面摩擦生热,这将有助于延长工具寿命保证切削稳定。用球头立铣刀对难加工材料进行粗加工时,工具形状夹具应很好配合,这样可提高**切削部分振摆精度夹持刚性,以便高速回转条件下,保证将每齿进给量提高到最大限度,同时也可延长工具寿命。
**磨损到什么程度就需要重磨
**磨损到什么程度就应该重磨,这是合理使用**必须注意的问题。因此规定**磨损到一定限度不能再继续使用,这个限度叫做**磨损限度,也叫**磨钝标准。为了测量方便,一般都以后刀面磨损带中部平均磨损量VB作为磨钝标准。
一般情况下,粗加工、半精加工时,将接近正常磨损阶段终了时的后刀面磨损量定为磨钝标准为宜,这样既充分发挥了**的切削能力,又不会烧损**。精加工时,将**开始达不到工艺要求时的后刀面磨损量定为精加工的磨损限度。
常用硬质合金**的磨损限度:合金钢粗车为0. 4mm~0.Smm,精车为0. Imm~0.3mm;耐热钢和不锈钢的粗车为<0.5 mm;钛合金的半精车和精车为0. 4mm~0.Smm;淬火钢的精车为0.Smm一0.8mrn。
①初期磨损阶段(Ⅰ):由于**表面粗糙度粗或**表层组织不耐磨,因而在开始切削的短时间里磨损较快。
②正常磨损阶段(Ⅱ):由于**表面的高低不同及不耐磨表层在Ⅰ期已被磨去,刀面上的工作压强减小,而且均匀,所以磨损较Ⅰ期缓慢,这是**工作的有效期间。
③急剧磨损阶段(Ⅲ):超过了Ⅱ期阶段磨损值时,摩擦力加大,切削温度急剧上升,导致**磨损或烧损,失去切削力,这是急剧磨损阶段。使用**时应当避免进入这一阶段。
如何判断**磨损的方法
单台机床的加工,对**磨损和破损的监测,凭工人的经验,尚能进行正常的生产,而对FMS、CIMS、无人化工厂,必须解决**磨损与破损的在线实时监测及控制问题。因为及时确定**磨损和破损的程度并进行在线实时控制,是提高生产过程自动化程度及保证产品质量,避免损坏机床、**、工件的关键要素之一。
监测原理监测参量的选取监测原理监测原理框图监测**磨损和破损的方法很多,可分为直接测量法和间接测量法两大类。直接测量法主要有:光学法、接触电阻法、放射性法等。间接测量法主要有:切削力或功率测量法,**和工件测量法,温度测量法,振动分析法,AE法,电机电流或功率测量法等。
比较现有的**磨损和破损的监测方法,各有优缺点,我们选取声发射(AE)和电机电流信号作为监测参量。这是因为AE信号能避开机加工中噪声影响最严重的低频区,受振动和声频噪声影响小,在感兴趣区信噪比较高,便于对信号进行处理。响应速度快,灵敏度高;但重负荷时,易受干扰。而电机电流信号易于提取,能适应所有的机加工过程,对正常的切削加工没有影响,但易受干扰,时间响应慢,轻负荷时,灵敏度低。这样,同时选AE和电机电流为监测信号,就能利用这2个监测量的各自长处,互补不足,拓宽监测范围,提高监测精度和判别成功率。
切削过程中,当**发生磨损和破损时,切削力相应发生变化,切削力的变化引起电机输出转矩发生变化,进而导致电机电流发生相应的变化,电流**是通过监测电机电流的变化,实现间接在线实时判断**的磨损和破损。AE是材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂时,以弹性波形的形式释放出应变能的现象。它具有幅值低,频率范围宽的特点。试验及频谱分析发现:正常切削产生的AE信号主要是工件材料的塑性变形,其功率谱分布,100kHz以下数值很大,100kHz以上较小。
当**磨损和破损时,100kHz以上频率成分的AE信号要比正常切削时大得多,特别是100-300kHz之间的频率成分更大些。为此,应通过带通滤波器,监测100-300kHz频率成分AE信号的变化,对**磨损和破损进行监测。
利用AE、电机电流信号综合对**磨损和破损进行判别的原理是:轻负荷区,依靠AE包络信号,用阈值的方法进行判别;在中负荷区,这时电机电流和AE信号都起作用,用两者结合的方法进行判别,提高判别的成功率,具体方法是:如果AE信号超过AE阈值,则置延时常数为ds(d的数值依赖于系统构成),如果在ds时间内,电流信号也超过电流信号的阈值,则判**极限磨损或破损。如果在ds时间内,电流信号未超过电流信号的阈值,则不报警,由延时常数继续监测。这种以AE为先导,AE信号和电机电流信号进行“与”的判别模式,既利用了AE信号具有实时、灵敏的特点,又考虑了电机电流信号具有滞后的性质,具有较强的抗干扰能力,提高了判别成功率。在大负荷区,则以电机电流信号为主,AE信号为辅进行判别。
**磨损到什么程度就需要重磨
**磨损到什么程度就应该重磨,这是合理使用**必须注意的问题。因此规定**磨损到一定限度不能再继续使用,这个限度叫做**磨损限度,也叫**磨钝标准。为了测量方便,一般都以后刀面磨损带中部平均磨损量VB作为磨钝标准。
一般情况下,粗加工、半精加工时,将接近正常磨损阶段终了时的后刀面磨损量定为磨钝标准为宜,这样既充分发挥了**的切削能力,又不会烧损**。精加工时,将**开始达不到工艺要求时的后刀面磨损量定为精加工的磨损限度。
常用硬质合金**的磨损限度:合金钢粗车为0. 4mm~0.Smm,精车为0. Imm~0.3mm;耐热钢和不锈钢的粗车为<0.5 mm;钛合金的半精车和精车为0. 4mm~0.Smm;淬火钢的精车为0.Smm一0.8mrn。
①初期磨损阶段(Ⅰ):由于**表面粗糙度粗或**表层组织不耐磨,因而在开始切削的短时间里磨损较快。
②正常磨损阶段(Ⅱ):由于**表面的高低不同及不耐磨表层在Ⅰ期已被磨去,刀面上的工作压强减小,而且均匀,所以磨损较Ⅰ期缓慢,这是**工作的有效期间。
③急剧磨损阶段(Ⅲ):超过了Ⅱ期阶段磨损值时,摩擦力加大,切削温度急剧上升,导致**磨损或烧损,失去切削力,这是急剧磨损阶段。使用**时应当避免进入这一阶段。
**磨钝标准该怎么确定
**磨钝标准
**磨损到一定限度就不能继续使用。这个磨损限度称为磨钝标准。规定后刀面上均匀磨损区的高度VB值作为**的磨钝标准。 理论磨损极限:VBmax
在生产实际中,经常卸下**来测量磨损量会影响生产的正常进行,因而不能直接以磨损量的大小,而是根据切削中发生的一些现象来判断**是否已经磨钝。
例如:粗加工时,观察加工表面是否出现亮带,切屑的颜色和形状的变化,以及是否出现振动和不正常的声音等;精加工可观察加工表面粗糙度以及测量加工零件的形状与尺寸精度等,发现异常现象,就要及时换刀。
在评定**材料切削性能和实验研究时,都以**后刀面的磨损量作为衡量**的磨钝标准。因为一般**的后刀面都发生磨损,而且测量也比较方便。因此,国际标准化ISO统一规定以1/2背吃刀量处后刀面上测量的磨损带宽度VB作为**磨钝标准(图3-35),自动化生产中用的精加工**,常以沿工件径向的**磨损尺寸作为衡量**磨损的标准,称为**径向磨损量NB。
**寿命的经验公式
1.**的寿命—一把新刀(或重新刃磨过的**)从开始切削至磨损量达到磨钝标准为止所经历的实际切削时间,称为**的寿命,用T分钟表示。又称为**耐用度。
2.**总寿命——从第一次投入使用直至完全报废时所经历的实际切削时间。
• 重磨**总寿命 = T×N
• 不重磨**总寿命 = T
3.**寿命的经验公式
对于某一切削加工,当工件、**材料和**几何形状选定之后,切削速度是影响**寿命的最主要因素。提高切削速度,**寿命就降低。这是由于切削速度对切削温度影响最大,因而对**磨损影响最大。