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    刀具按磨损形式可分为
    1)前刀面损在以较大的速度切削塑性材料时,前刀面上靠近切削力的部位,在切屑的作用下,会磨损成月牙凹状,因此也称为月牙洼磨损。在磨损初期,刀具前角加大,使切削条件有所改善,并有利于切屑的卷曲折断,但当月牙洼进一步加大时,切削刃强度大大削弱,*终可能会造成切削刃的崩碎毁损的情况。在切削脆性材料,或以较低的切削速度及较薄的切削厚度切削塑性材料时,一般不会产生月牙洼磨损。2)刀尖磨损刀尖磨损为刀尖圆弧的后刀面及邻近的副后刀面上的磨损,它是刀具上后刀面的磨损的延续。由于此处的散热条件差,应力集中,故磨损速度要比后刀面快,有时在副后刀面上还会形成一系列间距等于进给量的小沟,称为沟纹磨损。它们主要由于已加工表面的硬化层及切削纹路造成的。在切削加工硬化倾向大的难切削材料时,*易引起沟纹磨损。刀尖磨损对工件表面粗糙度及加工精度影响*大。3)后刀面磨损在很大切削厚度切削塑性材料时,由于积屑瘤的存在,刀具的后刀面可能不与工件接触。除此之外,通常后刀面都会与工件发生接触,而在后刀面上形成一道后角为0的磨损带。一般在切削刃工作长度的中部,后刀面磨损比较均匀,因此后刀面的磨损程度可用该段切削刃的后刀面磨损带宽度VB来衡量。 由于各种类型的刀具在不同的切削情况下几乎都会了发生后刀面磨损,特别是切削脆性材料或以较小的切削厚度切削塑性材料时刀具的磨损主要是后刀面磨损,而且磨损带的宽度VB的测量比较简便,因此通常都用VB来表示刀具破损程度。
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    涂层刀具材料特点及刀具的应用
    对刀具进行涂层处理是提高刀具性能的重要途径之一。涂层刀具的出现,使刀具切削性能有了重大突破。涂层刀具是在韧性较好刀体上,涂覆一层或多层耐磨性好的难熔化合物,它将刀具基体与硬质涂层相结合,从而使刀具性能大大提高。新型数控机床所用切削刀具中有80%左右使用涂层刀具。涂层刀具将是今后数控加工领域中*重要的刀具品种。⑴ 涂层刀具的种类根据涂层方法不同,涂层刀具可分为化学气相沉积(CVD)涂层刀具和物理气相沉积(PVD)涂层刀具。涂层硬质合金刀具一般采用化学气相沉积法,沉积温度在1000℃左右。涂层高速钢刀具一般采用物理气相沉积法,沉积温度在500℃左右;根据涂层刀具基体材料的不同,涂层刀具可分为硬质合金涂层刀具、高速钢涂层刀具、以及在陶瓷和超硬材料(金刚石和立方氮化硼)上的涂层刀具等。根据涂层材料的性质,涂层刀具又可分为两大类,即“硬”涂层刀具和 ‘软”涂层刀具。“硬”涂层刀具追求的主要目标是高的硬度和耐磨性,其主要优点是硬度高、耐磨性能好,典型的是TiC和TiN涂层。⑵ 涂层刀具的特点① 力学和切削性能好:涂层刀具将基体材料和涂层材料的优良性能结合起来,既保持了基体良好的韧性和较高的强度,又具有涂层的高硬度、高耐磨性和低摩擦系数。因此,涂层刀具的切削速度比未涂层刀具可提高2倍以上,并允许有较高的进给量。涂层刀具的寿命也得到提高。② 通用性强:涂层刀具通用性广,加工范围显著扩大,一种涂层刀具可以代替数种非涂层刀具使用。③ 涂层厚度:随涂层厚度的增加刀具寿命也会增加,但当涂层厚度达到饱和,刀具寿命不再明显增加。涂层太厚时,易引起剥离;涂层太薄时,则耐磨性能差。④ 重磨性:涂层刀片重磨性差、涂层设备复杂、工艺要求高、涂层时间长。⑤ 涂层材料:不同涂层材料的刀具,切削性能不一样。如:低速切削时,TiC涂层占有优势;高速切削时,TiN 较合适。⑶ 涂层刀具的应用涂层刀具在数控加工领域有巨大潜力,将是今后数控加工领域中*重要的刀具品种。涂层技术已应用于立铣刀、铰刀、钻头、复合孔加工刀具、齿轮滚刀、插齿刀、剃齿刀、成形拉刀及各种机夹可转位刀片,满足高速切削加工各种钢和铸铁、耐热合金和有色金属等材料的需要。
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    刀具磨损的原因有哪些?
    刀具磨损与一般机械零件的磨损不同,一方面由于刀具前刀面所接触的切屑和后刀面所接触的工件都是新生表面,这个表面不存在氧化层或其他污染。另一方面又由于刀具的摩擦区(前刀具、后刀面)是在高压(大于工件材料的屈服应力)、高温(700~1200℃)作用下进行的,所以刀具的磨损原因极其复杂,按性质大体可分为机械作用和热-化学作用两类原因。1、机械作用的磨损两相接触物体表面间,具有相对运动时,硬物体使软物体摩擦面上材料减少的现象,称为机械磨损。刀具材料虽比工件材料硬,但从微观上看,在工件材料中包含有氧化物(SiO2、AL203)、碳化物(Fe3C、SiC)等硬质点。这些硬质点的硬度很高,它们像切削刃一样,在刀面上划出划痕,使刀具磨损。此外,积屑溜脱落的碎片,黏结在切屑或工件上,也会使刀具磨损。机械磨损是低速时形成刀具磨损的主要原因。这时,切削温度较低,其他磨损都不显著。由机械磨损产生的磨损量与刀具和工件间相对滑动距离或切削路程成正比。2、热-化学作用的磨损由于高温,使接触面间产生某些化学作用,形成化学反应而引起的刀具磨损。这种磨损有以下几种:(1)黏结磨损(2)扩散磨损(3)氧化磨损或化学磨损(4)相变磨损
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    切削过程进行监控的注意事项
    1.加工过程监控 粗加工主要考虑的是工件表面的多余余量的快速切除。在机床自动加工过程中,根据设定的切削用量,刀具按预定的切削轨迹自动切削。此时操编辑应注意通过切削负荷表观察自动加工过程中的切削负荷变化情况,根据刀具的承受力状况,调整切削用量,发挥机床的*大效率。2.切削过程中切削声音的监控 在自动切削过程中,一般开始切削时,刀具切削工件的声音是稳定的、连续的、轻快的,此时机床的运动是平稳的。随着切削过程的进行,当工件上有硬质点或刀具破损或刀具送夹等原因后,切削过程出现不稳定,不稳定的表现是切削声音发生变化,刀具与工件之间会出现相互撞击声,机床会出现震动。此时应及时调整切削用量及切削条件,当调整效果不明显时,应暂停机床,检查刀具及工件状况。精加工过程监精加工,主要是保证工件的加工尺寸和加工表面质量,切削速度较高,进给量较大。此时应着重注意积屑瘤对加工表面的影响,对于型腔加工,还应注意拐角处加工过切与让刀。对于上述问题的解决,一是要注意调整切削液的喷淋位置,让加工表面时刻处于*佳]的冷却条件;二是要注意观察工件的已加工面质量,通过调整切削用量,尽可能避免质量的变化。如调整仍无明显效果,则应停机检察原程序编得是否合理。特别注意的是,在暂停检查或停机检查时,要注意刀具的位置。如刀具在切削过程中停机,突然的主轴停转,会使工件表面产生刀痕。一般应在刀具离开切削状态时,考虑停机。刀具的质量很大程度决定了工件的加工质量。在自动加工切削过程中,要通过声音监控、切削时间控制、切削过程中暂停检查、工件表面分析等方法判断刀具的正常磨损状况及非正常破损状况。要根据加工要求,对刀具及时处理,防止发生由刀具未及时处理而产生的加工质量问题。
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    刀具材料应具备基本性能
    刀具材料的选择对刀具寿命、加工效率、加工质量和加工成本等的影响很大。刀具切削时要承受高压、高温、摩擦、冲击和振动等作用。因此,刀具材料应具备如下一些基本性能:① 硬度和耐磨性:刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度,一般要求在60HRC以上。刀具材料的硬度越高,耐磨性就越好。② 强度和韧性:刀具材料应具备较高的强度和韧性,以便承受切削力、冲击和振动,防止刀具脆性断裂和崩刃。③ 耐热性:刀具材料的耐热性要好,能承受高的切削温度,具备良好的抗氧化能力。④ 工艺性能和经济性:刀具材料应具备好的锻造性能、热处理性能、焊接性能;磨削加工性能等,而且要追求高的性能价格比。
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