切屑加工中刀具的破损
在非标自动化设备切削加工中,刀具有时没有经过正常磨损阶段,而在很短时间内突然损坏,这种情况称为刀具破损。破损也是刀具损坏的主要形式之一。
破损是相对于磨损而言的。从某种意义上讲,破损可认为是一种非正常的磨损,因为破损和磨损都是在切削力和切削热的作用下发生的。磨损是逐渐发展的过程,而破损是突发的。破损的突然性很容易在生产过程中造成较大的危害和经济损失。
刀具的破损形式分为脆性破损和塑性破损。
1、脆性破损
硬质合金刀具和陶瓷刀具用于切削时,在机械应力和热应力冲击作用下,经常发生以下几种形态的破损:
(1)崩刃即切削刃产生小的缺口。在继续切削中,缺口会不断扩大,导致更大的破损。用陶瓷刀具切削及硬质合金刀具作断续切削时,常发生这种破损。
(2)碎断即切削刃发生小块碎裂或大块断裂,不能继续进行切削。用硬质合金刀具和陶瓷刀具作断续切削时,常发生这种破损。
(3)剥落在刀具的前、后刀面上出现剥落碎片,经常与切削刃一起剥落,有时也在离切削刃一小段距离处剥落。陶瓷刀具端铣时常发生这种破损。
(4)裂纹破损长时间进行断续切削后,因疲劳而引起裂纹的一种破损。热冲击和机械冲击均会引发裂纹,裂纹不断扩展合并就会引起切削刃的碎裂或断裂。
2、塑性破损
在刀具前刀面与切屑、后刀面与工件接触面上,由于过高的温度和压力的作用,刀具表层材料将因发生塑性流动而丧失切削能力,这就是刀具的塑性破损。抗塑性破损能力取决于刀具材料的硬度和耐热性。硬质合金和陶瓷的耐热性好,一般不易发生这种破损。相比之下,高速钢耐热性较差,较易发生塑性破损。
可采取以下相应措施防止刀具破损:
(1)合理选择刀具材料用做断续切削的刀具,刀具材料应具有一定的韧性。
(2)合理选择刀具几何参数通过选择合适的几何参数,使切削刃和刀尖有较好的强度。在切削刃上磨出负倒棱是防止崩刃的有效措施。
(3)保证刀具的刃磨质量切削刃应平直光滑,不得有缺口,刃口与刀尖部位不允许烧伤。
(4)合理选择切削用量防止出现切削力过大和切削温度过高的情况。
(5)工艺系统应有较好的刚性防止因为振动而损坏刀具。