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切削領域中的難加工材料
Data:2017/1/23

  切削難加工材料時,在很短時間內即出現上述刀具磨損,這是由于被加工材料中存在較多促使刀具磨損的因素。例如,多數難加工材料均具有熱傳導率較低的特點,切削時產生的熱量很難擴散,致使刀具刃尖溫度很高,切削刃受熱影響極為明顯。這種影響的結果會使刀具材料中的粘結劑在高溫下粘結強度下降,WC(碳化鎢)等粒子易于分離出去,從而加速了刀具磨損。另外,難加工材料中的成分和刀具材料中的某些成分在切削高溫條件下產生反應,出現成分析出、脫落,或生成其他化合物,這將加速形成崩刃等刀具磨損現象。

 

       在切削高硬度、高韌性被加工材料時,切削刃的溫度很高,也會出現與切削難加工材料時類似的刀具磨損。如切削高硬度鋼時,與切削一般鋼材相比,切削力更大,刀具剛性不足將會引起崩刃等現象,使刀具壽命不穩定,而且會縮短刀具壽命,尤其是加工生成短切屑的工件材料時,會在切削刃附近產生月牙洼磨損,往往在短時間內即出現刀具破損。在切削超耐熱合金時,由于材料的高溫硬度很高,切削時的應力大量集中在刃尖處,這將導致切削刃產生塑性變形;同時,由于加工硬化而引起的邊界磨損也比較嚴重。

由于這些特點,所以要求用戶在切削難加工材料時,必須慎重選擇刀具品種和切削條件,以獲得理想的加工效果。

 

難加工材料在切削加工中應注意的問題:

  (1) 切削加工大致分為車削、銑削及以中心齒為主的切削(鉆頭、立銑刀的端面切削等),這些切削加工的切削熱對刃尖的影響也各不相同。車削是一種連續切削,刃尖承受的切削力無明顯變化,切削熱連續作用于切削刃上;銑削則是一種間斷切削,切削力是斷續作用于刃尖,切削時將發生振動,刃尖所受的熱影響,是切削時的加熱和非切削時的冷卻交替進行,總的受熱量比車削時少。

  (2) 銑削時的切削熱是一種斷續加熱現象,刀齒在非切削時即被冷卻,這將有利于刀具壽命的延長。日本理化研究所對車削和銑削的刀具壽命作了對比試驗,銑削所用刀具為球頭立銑刀,車削為一般車刀,兩者在相同的被加工材料和切削條件(由于切削方式不同,切削深度、進給量、切削速度等只能做到大體一致)及同一環境條件下進行切削對比試驗,結果表明,銑削加工對延長刀具壽命更為有利。 

  (3)利用帶有中心刃(即切削速度=0m/min的部位)的鉆頭、球頭立銑刀等刀具進行切削時,經常出現靠近中心刃處工具壽命低下的情況,但仍比車削加工時強。

 

       在切削難加工材料時,切削刃受熱影響較大,常常會降低刀具壽命,切削方式如為銑削,則刀具壽命會相對長一些。但難加工材料不能自始至終全部采用銑削加工,中間總會有需要進行車削或鉆削加工的時候,因此,應針對不同切削方式,采取相應的技術措施,提高加工效率。
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