2刀具的月牙洼磨损
一般来说,月牙洼的产生可能同工件材料与刀片前刀面相互作用引起的任何磨损形式有关。最常见的月牙洼磨损是由钢制工件与硬质合金刀具之间的化学作用(即刀具前刀面渗出的碳溶入切屑中)引起的。不过,月牙洼磨损也有可能是由高速切削铸铁时切屑划过刀具前刀面的磨蚀作用所引起。
月牙洼磨损的危险性在于切削刃通常仍然完好无损,刀具也能保持相对正常的切削状态,直至刀具出人意料地突然失效。
为保护刀具前刀面避免月牙洼磨损,可采取的应对措施包括:
减小切削速度以降低切削刃温度;
减小进给率以减小刀片承受的应力;
选用涂层刀具牌号以加强对前刀面的保护;
改进刀具几何形状以减小直接作用于前刀面上的切削力。
(一)、机械性能
机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性。
1、强度:材料在外力(载荷)作用下,抵抗变形和断裂的能力。材料单位面积受载荷称应力。
2、屈服点(бs):称屈服强度,指材料在拉抻过程中,材料所受应力达到某一临界值时,载荷不再增加变形却继续增加或产生0.2%L。时应力值,单位用牛顿/毫米2(N/mm2)表示。
3、抗拉强度(бb)也叫强度极限指材料在拉断前承受最i大应力值。单位用牛顿/毫米2(N/mm2)表示。
4、延伸率(δ):材料在拉伸断裂后,总伸长与原始标距长度的百分比。
5、断面收缩率(Ψ)材料在拉伸断裂后、断面最i大缩小面积与原断面积百分比。
6、硬度:指材料抵抗其它更硬物压力其表面的能力,常用硬度按其范围测定分布氏硬度(HBS、HBW)和洛氏硬度(HKA、HKB、HRC)
7、冲击韧性(Ak):材料抵抗冲击载荷的能力,单位为焦耳/厘米2(J/cm2).
其次,是刀具与被加工工件的适用性。这其中包含的内容比较多。适用于加工工件的材料和力学条件刀具上最重要的基本点是刀尖。所谓刀尖,从定义上是主、副切削刃的交点。而主切削刃是前刀面与主后刀面的交线,副切削刃是前刀面与副后刀面的交线;因此刀尖实际上也是前刀面、主后刀面、副后刀面三个面的交点。加上工作状态,它与工件接触的点也是在工件上已加工表面和切削平面(又称过渡表面)的交线上。因此,它实际上是五个面和两个刃的汇集点。但是,本文说将的刀尖,要比上述定义的范围大一些,它是指上述概念“刀尖”及其刀具上邻近该“刀尖”的周边地区。构成这个刀尖切削性能的,有三个主要因素:基体材料、表面状态、几何形状。这三者以及它们的交互作用,基本上决定了这个刀尖具有什么样的切削性能。基体材料:现在许多刀具都具备了涂层,但基体材料仍然对刀尖的性能发挥着非常重要的作用。涂层通常很薄,大部分的涂层的厚度在3~25μm(约人类头发的健?倍),其能够直接承受的切削力和切削热还是很有限的,大部分的切削力、切削热要依靠刀具的基体材料来承受。目前主要用于刀具基体材料的,有高速钢、钨基硬质合金(即平时就称为硬质合金的)、钛基硬质合金(平时许多人称之为金属陶瓷)、陶瓷(氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、混合陶瓷等)、立方氮化硼(CBN)、人造金刚石(PCD,德文缩写为PKD)几大类。目前以硬质合金最为常用。钨基硬质合金分为钨钴类硬质合金和钨钴钛类硬质合金两个大类(参见漫笔硬质合金的发明一文)。钴在硬质合金中所起的作用是粘结相,因此,基体材料的钴含量越高,在同等条件下就抗冲击能力越强。而碳化钨、碳化钛等是硬质相,硬质相越多,基体材料的硬度就越高。因此,通常精加工时由于加工余量均匀,一般冲击较小,可选用含钴较少的硬质合金,刀具的耐磨性也比较好;而粗加工时则经常会面对余量不均匀的情况,宜采用含钴量较高的硬质合金,这样对防止粗加工时刀具的突然崩刃,发挥刀具应有的耐用度还是很有意义的。