分切圆刀片切削时为何磨损
热电磨损
工件、切屑与刀具因为材料不同,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刀具磨损。一般,空气不易进入刀屑接触区,氧化磨损最轻易在主副刀削刃的工作边界处形成。因切屑、工件都在高速运动,刀具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。因为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。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、分切圆刀片材料及几何开头等影响。这种在热电势的作用下产生的扩散磨损,称为热电磨损。因此,前刀面和后刀面跟着切削的进行都会逐渐产生磨损。
在高速钢分切圆刀片的正常工作速度和硬质合金圆刀片偏低的工作速度下,正能知足产生冷焊的前提,故此时冷焊磨损所占的比重较大。高速钢分切圆刀片的工作温度较低,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刀具。磨料磨损在各种切削速度下都存在,但对低速切削的刀具(如拉刀、扳牙等),磨料是磨损的主要原因。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。分切圆刀片的磨损和耐费用关系到切削加工的效率、质量和本钱,因此它是切削加工中极为重要的题目之一。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。但因为交变能力、接触疲惫、热应力以及刀具表层结构缺陷等原因,冷焊结的破裂也可能发生在刀具这一方,刀具材料的颗粒被切屑或工件带走,从而造成刀具磨损。
一般来说,工件材料或切屑的硬度较分切圆刀片材料的硬度低,冷焊结的破裂往往发生在工件或切屑这方。这是因为低速切削时,切削温度比较低,其他原因产生的磨损并不明显,因而不是主要的。本文从磨料磨损、冷焊磨损、扩散磨损、氧化磨损及热电磨损五个方面,分析它们对不同材料刀具产生磨损的原因。除刀具、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。有效地降低切削区温度是减少刀具磨损的重要途径。
南京科迈机械刀具有限公司产品广泛用于各种行业如:印刷行业、造纸行业、纸箱行业、塑料塑胶破碎、皮革、林业、纸管、橡胶、塑料、食品、轻纺、电器、轻工机械、铝箔、金属化膜、卷烟、包装材料、BOPP薄膜、电子电器、电线、电缆、造船、化纤、玻纤、纺织、饲料、纸管、木工、边封、中封、底封制袋机、造纸铝箔分切、冶金、药材、电线厂等各种机械用刀。近年来,现代刀具管理技术获得了快速发展,越来越多的刀具制造商、工程软件和工程技术开发商推出了不同类型、各具特色的刀具管理模式和相应的软件。刀具管理在提高加工效率和数控机床利用率、保证产品质量、降低制造成本方面显示出很大的潜力。从企业的实际情况出发,积极采用适当的刀具管理技术已成为推动制造业刀具用户提高企业管理和制造技术水平的重要举措,因此受到越来越多企业的关注。
现代刀具管理概念的提出可追溯到上世纪七八十年代CIMS系统的开发时期,刀具信息及实物的管理是CIMS系统中不可缺少的组成部分。近年来,信息技术在制造业中的应用正不断深化,已逐步由数控制造技术层面向企业管理领域拓展。通过将企业内部分散的开发、制造、营销、管理等部门的信息管理子系统集成整合为统一的企业信息化管理系统,实现各子系统信息的交流与共享,大大提高了企业的运营效率。在企业信息化管理的发展过程中,有关刀具和切削技术的信息与企业产品的创新设计及制造有着密切联系,决定着产品的设计开发水平和加工制造效率。因此,将刀具管理纳入企业信息化管理系统的工作开始受到企业重视。随着企业将非核心业务分离出来外包给专业化社会资源的进程不断加快,企业对刀具管理的需求也变得更加迫切,从而推动了刀具管理技术的应用与发展。
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分切圆刀片切削时为何磨损
磨料磨损
切屑、工件的硬度固低于刀具的硬度,但它们当中常常含有一些硬度极高的微小的硬质点,可在刀具表面刻划出沟纹,这就是磨料磨损。试验证实,若在工件、刀具接触处通以与热电势相反的电动势,可减少热电磨损。高速刚刀具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。在上述前提下工作,刀具磨损常常是机械的、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。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。硬质点有碳化物(如Fe3C、TiC、VC)、氮化物(如TiN、Si3N4)、氧化物(如SiO2、Al2O3)和金属间化合物等。切削金属时,切屑、工件与分切圆刀片接触过程中,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,使刀具材料变得脆弱,从而加剧了刀具的磨损。切削过程中的刀具磨损具有下列特点:刀具与切屑、工件间的接触表面常常是新鲜表面;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,对于硬质合金圆刀片可达800~1000℃,对于高速刀具可达300~600℃。
总之,在不同的工件材料、刀具材料和切削前提下,磨损原因和磨损强度是不同的。所有这些,都使分切圆刀片磨损加剧。
在切削过程中,前刀面、后刀面常常与切屑、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。氧化磨损与氧化膜的粘附强度有关,粘附强度越低,则磨损越快;反之则可减轻这种磨损。除了前刀面会有磨料磨损的现象,在后刀面上,同样可以发现有因为磨料磨损而产生的的沟纹。
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