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数控刀具失效形式

一:刀具磨损:
按磨损原因可分为:
(1) 磨料磨损。

被加工材料中常有一些硬度极高的微小颗粒,能在刀具表面划出沟纹,这就是磨料磨砂损。磨
料磨损在各个面都存在,前刀面最明显。而且各种切削速度下都能发生麻料磨损,但对于低速
切削时,由于切削温度较低,其它原因产生的磨损都不明显,因而磨料磨损是其主要原因。另
处刀具硬度越低磨料麻损越严重。

(2) 冷焊磨损。

切削时,工件、切削与前后刀面之间,存在很大的压力和强烈的摩擦,因而会发生冷焊。由于
摩擦副之间有相对运动,冷焊将产生破裂被一方带走,从而造成冷焊磨损。冷焊磨损一般在中
等切削速度下比较严重。根据实验表明,脆性金属比塑性金属的抗冷焊能力强;多相金属比单
向金属小;金属化合物比单质冷焊倾向小;化学元素周期表中

族元素与铁的冷焊倾向小。

高速钢与硬质合金低速切削时冷焊比较严重。

(3) 扩散磨损。

在高温下切削、工件与刀具接触过程中,双方的化学元素在固态下相互扩散,改变刀具的成分
结构,使刀具表层变得脆弱,加剧了刀具的磨损。扩散现象总是保持着深度梯度高的物体向深
度梯度低物体持续扩散。例如硬质合金在

800℃时其中的钴便迅速地扩散到切屑、工件中去,

WC 分解为钨和碳扩散到钢中去;PCD 刀具在切削钢、铁材料时当切削温度高于 800℃时,
PCD 中的碳原子将以很大的扩散强度转移到工件表面形成新的合金,刀具表面石墨化。钴、
钨扩散比较严重,钛、钽、铌的抗扩散能力较强。故

YT 类硬质合金耐磨性较好。陶瓷和

PCBN 切削时,当温度高达 1000℃-1300℃

       

时,扩散磨损尚不显著。

工件、切屑与刀

具由于材料的同,切削时在接触区将产生热电势,这种热电势有促进扩散的作用而加速刀具的

磨损。这种在热电势的作用下的扩散磨损,称为 热电磨损 。

(4) 氧化磨损。

当温度升高时刀具表面氧化产生较软的氧化物被切屑摩擦而形成的磨损称为氧化磨损。如:在
700℃~800℃时空气中的氧与硬质合金中的钴及碳化物、碳化钛等发生氧化反应,形成较软
的氧化物

;在 1000℃时 PCBN 与水蒸气发生化学反应。

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,最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,最易引起沟纹磨损。刀尖磨损对工件表面粗糙

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