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进步刀具寿命的要领


公布日期:(2018-5-8)   点击次数:77

  关于刀具寿命,一般取决于差别的工件和刀具质料,和差别的切削工艺。定量分析刀具寿命停止点的一种体式格局是设定一个能够接管的最大后刀面磨损极限值(用VB或VBmax示意)。刀具寿命可用预期刀具寿命的泰勒公式示意,即VcTn=C,该公式的一种更常用的情势为VcTn×Dxfy=C式中,Vc为切削速度;T为刀具寿命;D为切削深度;f为进给率;x和y由实行肯定;n和C是凭据实行或已宣布的技术资料肯定的常数,它们示意刀具质料、工件和进给率的特性。


      不断发展的最好刀具基体、涂层和切削刃制备手艺关于限定刀具磨损和反抗切削高温至关重要。这些要素,加上在可转位刀片上接纳的断屑槽和转角圆弧半径,决意了每种刀具关于差别的工件和切削加工的适用性。所有这些要素的最好组合可以或许延伸刀具寿命,使切削加工更经济、更牢靠。

      改动基体

      经由过程在1-5μm范围内改动碳化钨的粒度,刀具制造商能够改动硬质合金刀具的基体机能。基体质料的粒度关于切削性能和刀具寿命起偏重要感化。粒度越小,刀具的耐磨性越好。反之,粒度越大,刀具的强韧性越好。细颗粒基体重要用于加工航空商标质料(如钛合金、Inconel合金和其他高温合金)的刀片。

      另外,将硬质合金刀具质料的钴含量进步6%-12%,可以获得更好的韧性。因而,能够经由过程调解钴含量去知足特定切削加工的要求,不管这类要求是韧性照样耐磨性。

刀具基体的机能借能够经由过程在靠近表面里处构成富钴层,大概经由过程在硬质合金质料中有选择性天增加其他合金元素(如钛、钽、钒、铌等)而得到加强。富钴层能够隐着进步切削刃强度,从而进步粗加工和断续切削刀具的机能。

      在选择取工件质料和加工体式格局相婚配的刀具基体时,借显示思索别的5种基体特性——断裂韧性、横向断裂强度、抗压强度、硬度和耐热打击机能。比方,若是硬质合金刀具泛起沿切削刃崩刃的征象,便应当选用具有较下断裂韧性的基体质料。而在刀具泛起切削刃间接生效或破坏的状况下,能够接纳的解决方案是选用具有较下横向断裂强度或较下抗压强度的基体质料。关于切削温度较下的加工场所(如干式切削),一般应当首选硬度较下的刀具质料。在能够观察到刀具产生热裂纹的加工场所(在铣削加工中最常见),发起选用耐热打击机能较好的刀具质料。

      涂层选择

      涂层也有助于进步刀具的切削性能。现在的涂层手艺包孕:

      ①氮化钛(TiN)涂层:那是一种通用型PVD和CVD涂层,能够进步刀具的硬度和氧化温度。

      ②碳氮化钛(TiCN)涂层:经由过程在TiN中增加碳元素,进步了涂层的硬度和表面光洁度。

      ③氮铝钛(TiAlN)和氮钛铝(AlTiN)涂层:氧化铝(Al2O3)层取这些涂层的复合运用能够进步高温切削加工的刀具寿命。氧化铝涂层特别合适干式切削和远干切削。AlTiN涂层的铝含量较下,取钛含量较下的TiAlN涂层比拟,具有更高的外面硬度。AlTiN涂层一般用于高速 切削加工。

      ④氮化铬(CrN)涂层:这类涂层具有较好的抗粘结机能,是匹敌积屑瘤的首选解决方案。

      ⑤金刚石涂层:金刚石涂层能够隐着进步加工非铁族质料刀具的切削性能,异常合适加工石墨、金属基复合材料、下硅铝合金和其他下磨蚀性质料。但金刚石涂层不适合加工钢件,由于它取钢的化学反应会损坏涂层取基体的粘附机能。

      近年来,PVD涂层刀具的市场份额有所扩大,其价钱也取CVD涂层刀具势均力敌。CVD涂层的厚度一般为5-15μm,而PVD涂层的厚度约为2-6μm。在涂覆到刀具基体上时,CVD涂层会发生不受欢迎的推应力;而PVD涂层则有助于对基体构成无益的压应力。较薄的CVD涂层一般会显着低落刀具切削刃的强度。因而,CVD涂层不克不及用于要求切削刃异常厉害的刀具。

      切削刃制备

      在很多状况下,刀片切削刃的制备(或称刃口钝化)已成为决意加工成败的分水岭。钝化工艺参数需凭据特定的加工要求而定。比方,用于高速精加工钢件的刀片对刃口钝化的要求便取用于粗加工的刀片有所不同。刃口钝化可应用于加工险些任何范例碳钢或合金钢的刀片,而在加工不锈钢和特别合金材料的刀片上,其运用则有肯定限定。钝化量能够小至0.007mm,也能够大到0.05mm。为了在前提卑劣的加工中起到加强切削刃的感化,借能够经由过程刃口钝化构成细小的T型棱带。

      一般来说,用于一连车削加工和铣削大部分钢和铸铁的刀片需求停止较大水平的刃口钝化。钝化量取决于硬质合金商标和涂层范例(CVD或PCD涂层)。关于重度断续切削加工刀片,对刃口停止重度钝化或加工出T型棱带已成为一种先决条件。凭据差别的涂层范例,钝化量可靠近0.05mm。

      与此相反,因为加工不锈钢和高温合金的刀片轻易构成积屑瘤,因而要求切削刃连结厉害,只能停止细微钝化(可小至0.01mm),以至借能够定制更小的钝化量。一样,加工铝合金的刀片也要求具有厉害的切削刃。


刀具寿命

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