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数控加工刀具破损方式发生缘由和对策

在数控加工过程中,当刀具因为磨损而发生崩刃、卷刃、塑变或破损时,就失去了加工功能而无法保证零件的加工质量,这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包括以下几个方面: 后刀面磨损 出现在刀具后刀面上的磨擦磨损,这是由于机械交变应力引起的。如果刀具的材料较软,后角偏小,加工过程中的切削速度过高,进给量过小,这些都会造成刃具后刀面的磨损过量,并由此降低加工表面的尺寸精度,并增大切削中的磨擦阻力。所以,应尽量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,这样才能避免或减少刀具发生后刀面磨损的可能。 边界磨损 这是发生在主切削刃与工件接触面处的磨损。产生的主要原因是工件表面硬化、锯齿状切屑造成的磨擦。解决方法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更加锋利。 前刀面磨损 这是发生在刀具前刀面上,由于磨擦和扩散导致的磨损。其产生原因主要是切屑和工件材料的接触,以及对发热区域的扩散引起的。除此之外,刀具材料过软,加工过程中切削速度过快,进给量过大等,也是造成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。可以采取降低切削速度和进给速度,同时选择带有涂层的硬质合金刀具来解决这一问题。 塑性变形 这是刀具切削刃在高温或高应力作用下产生的变形。产生原因是切削速度和进给速度过快,工件材料中存在硬点,还有刀具材料太软和切削刃温度过高。塑性变形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来减少塑性的发生。 积屑瘤 这是工件材料粘附在刀具上形成的一种粘附物质。积屑瘤的产生会极大地降低工件表面的加工质量,同时还会改变切削刃的形状并最终导致切削刃崩刃。通过提高切削速度,选择带有涂层的硬质合金或金属陶瓷等刀具材料,并在加工过程中适当使用冷却液都可以解决这一问题。 刃口剥落 这是在切削刃口上出现一些很小的缺口,非均匀的磨损。形成原因是由于断续切削、排屑不畅等因素。减少刃口剥落的方法是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。 崩刃 崩刃是刀具刃口崩坏,这不仅会损坏刀具,还会对工件造成损伤。造成崩刃的原因包括刀具刃口的过度磨损和较高的加工应力,以及刀具材料过硬、切削刃强度不足和进给量太大等。为避免崩刃,应选择韧性较好的合金材料刀具,加工时尽量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。 热裂纹 这是由于断续切削造成温度变化而产生的,一种与切削刃相垂直的裂纹。热裂纹会降低工件表面的加工质量,导致刃口剥落。当选择韧性好的合金材料刀具,并且在加工中尽量减小进给量和切削深度,采用干式切削的方法,或是在湿式切削加工时有充足的冷却液,那样就不容易产生热裂纹。 

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