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高速切削刀具磨損壽命的研究

關(guān)鍵詞 高速切削刀具 , 磨損壽命|2011-05-31 15:59:14|應(yīng)用技術(shù)|來(lái)源 中國(guó)磨料磨具網(wǎng)
摘要 PCBN刀具高速切削鑄鐵時(shí)主要發(fā)生化學(xué)磨損,導(dǎo)致前刀面出現(xiàn)月牙洼磨損。試驗(yàn)證明,通過(guò)改變CBN含量和刀具幾何參數(shù),以降低切削溫度和減小切屑接觸長(zhǎng)度(時(shí)間),可減小化學(xué)磨損速率,避免...
  PCBN刀具高速切削鑄鐵時(shí)主要發(fā)生化學(xué)磨損,導(dǎo)致前刀面出現(xiàn)月牙洼磨損。試驗(yàn)證明,通過(guò)改變CBN含量和刀具幾何參數(shù),以降低切削溫度和減小切屑接觸長(zhǎng)度(時(shí)間),可減小化學(xué)磨損速率,避免前刀面月牙洼磨損。一般認(rèn)為,CBN刀具的磨損是由于切削過(guò)程中的高溫、高壓、切屑與前刀面間的摩擦以及工件材料中有關(guān)化學(xué)元素與之發(fā)生粘結(jié)、親和而引起的,即其磨損機(jī)制主要包括:
  ①氧化磨損和相變磨損。CBN刀具高速切削時(shí)的平均切削溫度可達(dá)1000~1200℃,在此高溫下,即使在常壓和空氣氣氛中也足以使CBN刀具刀尖區(qū)產(chǎn)生氧化、放氮甚至相變。而CBN刀具一經(jīng)氧化和相變即會(huì)喪失其切削能力。
  ②粘結(jié)磨損。在一定壓力和高溫條件下,刀尖與被加工材料接觸區(qū)隨著切屑不斷流出,雙方均不斷裸露出新的表面。盡管CBN對(duì)Fe族元素有較高化學(xué)惰性,但對(duì)其它元素并非如此,當(dāng)條件適合時(shí),會(huì)使CBN活性增加、惰性降低,隨著與合金元素的親和傾向不斷增加,將導(dǎo)致出現(xiàn)粘結(jié)磨損。這種磨損一般表現(xiàn)為微粒脫落,當(dāng)?shù)都鈪^(qū)溫度高達(dá)1200℃左右時(shí),局部CBN顆粒將呈現(xiàn)“半熔化”狀態(tài),從而使粘結(jié)磨損大大加劇。
  ③摩擦磨損。工件與刀具之間的高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)會(huì)使CBN刀具發(fā)生摩擦磨損。
  ④顆粒剝落與微崩刃。由于CBN刀具是由無(wú)數(shù)細(xì)小的CBN顆粒構(gòu)成,顆粒之間呈晶界間的精細(xì)裂紋連接,且存在不均勻的內(nèi)應(yīng)力,因此當(dāng)高溫切屑流摩擦刮研CBN刀尖時(shí),會(huì)因工件材料硬度不均或存在硬質(zhì)點(diǎn)所產(chǎn)生的微沖擊而造成CBN顆粒脫落或產(chǎn)生微崩刃。 造成CBN刀具磨損的上述多種因素并非只是獨(dú)立存在、單獨(dú)作用,而是相互影響、共同加劇,如氧化磨損和相變磨損必然伴隨著粘結(jié)磨損,并出現(xiàn)摩擦磨損、剝落磨損和微崩磨損。
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