数控加工过程中刀具破损的主要原因及产生形式
更新日期:2018-03-13  来源:本站整理

在数控加工过程中,当刀具磨损到一定程度,崩刃、卷刃(塑变)或破损时,刀具即丧失了其加工功能而无法保证零件的加工质量,此种现象称为刀具失效。刀具破损的主要形式及其产生的原因有以下方面:

1.后刀面磨损

由机械交变应力引起的出现在刀具后刀面上的磨擦磨损。

如果刀具材料较软,刀具的后角偏小,加工过程中的切削速度偏高,进给量太小,都会造成刃具后刀面的磨损过量,并由此使得加工表面的尺寸和精度降低,增大切削中的磨擦阻力。因此应该选择耐磨性较高的刀具材料,同时降低切削速度,加大进给量,增大刀具后角。如此才能避避免或减少刀具后刀面磨损现象的产生。

2.边界磨损

主切削刃上的边界磨损常发生于与工件的接触面处。

主要原因是工件表面硬化、锯齿状切屑造成的磨擦。解决措施是降低切削速度和进给速度,同时选择耐磨刀具材料,并增大刀具的前角使得切削刃锋利。

3.前刀面磨损

在刀具的前刀面上由磨擦和扩散导致的磨损

前刀面磨损主要由切屑和工件材料的接触,以及对发热区域的扩散引起。另外刀具材料过软,加工过程中切削速度较高,进给量较大,也是前刀面磨损产生的原因。前刀面磨损会使刀具产生变形、干扰排屑、降低切削刃的强度。应该采用降低切削速度和进给速度,同时选择涂层硬质合金材料,来达到减小前刀面磨损的目的。

4.塑性变形

切削刃在高温或高应力作用下产生的变形。

切削速度和进给速度太高以及工件材料中硬点的作用,刀具材料太软和切削刃温度较高等现象,都是产生塑性变形的主要原因。塑性变形的产生会影响切屑的形成质量,并导致刀具崩刃。可以通过降低切削速度和进给速度,选择耐磨性高和导热性能好的刀具材料等措施,达到减少塑性变形的目的。

5.积屑瘤

工件材料在刀具上的粘附物质。

积屑瘤的产生会大大降低工件表面的加工质量,会改变切削刃的形状并最终导致切削刃崩刃。采取的对策有提高切削速度,选择涂层硬质合金或金属陶瓷等刀具材料,并在加工过程中使用冷却液。

6.刃口剥落

切削刃口上出现一些很小的缺口,非均匀的磨损。

主要由断续切削、切屑排除不流畅等因素造成。应该在加工时降低进给速度、选择韧性好的刀具材料和切削刃强度高的刀片,来避免刃口剥落现象的产生。

7.崩刃

崩刃将损坏刀具和工件。

主要原因有刀具刃口的过度磨损和较高的加工应力,也可由于刀具材料过硬、切削刃强度不足以及进给量太大造成。刀具应该选择韧性较好的合金材料,加工时应减小进给量和切削深度,另外还可选择高强度或刀尖圆角较大的刀片。

8.热裂纹

由于断续切削时的温度变化而产生的垂直于切削刃的裂纹。

热裂纹会降低工件表面的加工质量,并导致刃口剥落。刀具应该选择韧性好的合金材料,同时在加工中减小进给量和切削深度,并进行干式切削,或在湿式切削加工时有充足的冷却液。