粘結磨損在數控刀片后刀面與工件表面和數控刀片前刀面與切屑之間正壓力及切削溫度的作用下,形成新鮮表面接觸。當接觸表面達到原子間距離時,就會產生吸附粘結現象。站結點逐漸地被工件或切屑剪切、撕裂而帶走,數控刀片表面就產生粘結磨損。粘結磨損是硬質合金在以中等偏低的切削速度切削時磨損的主要原因之一。
擴散磨損在高溫、高壓下、數控刀片材料與工件材料中某些化學元素在固態(tài)小互相擴散,即硬質合金中的Ti、w、Co等元素想鋼中擴散,而工件中的Fe、C等元素向數控刀片擴散、導致刀面的硬度、強度下降、脆性增加,刀具磨損加劇。此即擴散磨損,擴散磨損是硬質合金刀具早高溫(800"900°C)下切削產生磨損的主要原因之一。
一般W、Co的擴散速度較Ti、Ta快,所以YT類硬質合金的高溫切削性能比YG類好。相變磨損用高速鋼刀具切削時,當切削溫度超過其相變溫度(550"600°C)時,數控刀片的金相組織就會發(fā)生變化,使硬度下降,磨損加快,故相變磨損是高速鋼數控刀片磨損的主要原因之一?;瘜W磨損在一定溫度下,切削區(qū)周圍介質、如空氣、切削液等、與刀具材料發(fā)生化學反應,形成一些疏松脆弱的化合物。這些化合物容易被切削與工件擦傷帶走而造成數控刀片磨損
刀具是機械制造中用于切削加工的工具,又稱切削工具。 絕大多數的刀具是機用的,但也有手用的。由于機械制造中使用的刀具基本上都用于切削金屬材料,所以“刀具”一詞一般就理解為金屬切削刀具。切削木材用的刀具則稱為木工刀具。還有特別應用的一類刀具,用于地質勘探、打井、礦山鉆探,稱為礦山刀具
標準草案規(guī)定了高速切削的速度界限,超過該速度后離心力將成為銑刀的主要載荷,采用安全技術。在刀具直徑與高速切削范圍關系圖,曲線以上區(qū)域為該標準規(guī)定的銑刀經過安全檢驗的高速切削范圍:對于直徑d1≤32mm的單件刀具(整體或焊接刀具),其切削速度超過10000m/mm為高速切削范圍;對于直徑d1>32mm的裝配式機夾刀具,高速切削范圍為線段BC以上區(qū)域。高速銑刀的安全失效形式有兩種:變形和破裂。不同類型銑刀的安全試驗方法也不同。對于機夾可轉位銑刀,有兩種安全試驗方法:一種方法是在1.6倍大使用轉速下進行試驗,刀具的性變形或零件的位移不超過0.05mm;另一種方法是在2倍于大使用轉速下試驗,刀具不發(fā)生破裂(包括夾緊刀片的螺釘被剪斷、刀片或其他夾緊元件被甩飛、刀體的爆裂等)。而對于整體式銑刀,則在2倍于大使用轉速條件下試驗而不發(fā)生彎曲或斷裂
制造刀具的材料具有很高的高溫硬度和耐磨性,必要的抗彎強度、沖擊韌性和化學惰性,良好的工藝性(切削加工、鍛造和熱處理等),并不易變形。通常當材料硬度高時,耐磨性也高;抗彎強度高時,沖擊韌性也高。但材料硬度越高,其抗彎強度和沖擊韌性就越低。高速鋼因具有很高的抗彎強度和沖擊韌性,以及良好的可加工性,現代仍是應用廣的刀具材料,其次是硬質合金。聚晶立方氮化硼適用于切削高硬度淬硬鋼和硬鑄鐵等;聚晶金剛石適用于切削不含鐵的金屬,及合金、塑料和玻璃鋼等;碳素工具鋼和合金工具鋼只用作銼刀、板牙和絲錐等工具。硬質合金可轉位刀片已用化學氣相沉積涂覆碳化鈦、氮化鈦、氧化鋁硬層或復合硬層。正在發(fā)展的物理氣相沉積法不僅可用于硬質合金刀具,也可用于高速鋼刀具,如鉆頭、滾刀、絲錐和銑刀等。硬質涂層作為阻礙化學擴散和熱傳導的障壁,使刀具在切削時的磨損速度減慢,涂層刀片的壽命與不涂層的相比大約提高1~3倍以上。
石墨刀具選擇合適的幾何角度,有助于減小刀具的振動,反過來,石墨工件也不容易崩缺;1.前角,采用負前角加工石墨時,刀具刃口強度較好,耐沖擊和摩擦的性能好,隨著負 前角值的減小,后刀面磨損面積變化不大,但總體呈減小趨勢,采用正前角加工時,隨著前角的增大,刀具越鋒利,但刀具刃口強度被削弱,反而導致后刀面磨損加劇。負前角加工時,切削阻力大,增大了切削振動,采用大正前角加工時,刀具磨損嚴重,切削振動也較大。一般粗加工應選擇較小前角刀具或負前角刀具。2.后角,如果后角的增大,則刀具刃口強度降低,后刀面磨損面積逐漸增大。刀具后角過大后,切削振動加強。后角越小,彈性恢復層同后刀面的摩擦接觸長度越大,它是導致切削刃及后刀面磨損的直接原因之一。從這個意義上來看,增大后角能減小摩擦,可以提高已加工表面質量和刀具使用壽命。3.螺旋角,螺旋角較小時,同一切削刃上同時切入石墨工件的刃長長,切削阻力大,刀具承受的切削沖擊力大,因而刀具磨損、銑削力和切削振動都是大的。當螺旋角去較大時,銑削合力的方向偏離工件表面的程度大,石墨材料因崩碎而造成的切削沖擊加劇,因而刀具磨損、銑削力和切削振動也都有所增大。因此,刀具角度變化對刀具磨損、銑削力和切削振動的影響是前角、后角及螺旋角綜合產生的,所以在選擇方面一定要多加注意。通過對石墨材料的加工特性做了大量的科學測試,PARA刀具優(yōu)化了相關刀具的幾何角度,從而使得刀具的整體切削性能大大提高。