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牛头刨床刀具磨损的原因都有哪些

发布时间:
2017/12/20 9:21:20
阅读次数:
105

牛头刨床批量刨削过程中,当刀具磨损达到一定程度时,就会出现崩刃、卷刃(塑变)或破损等现象,即刀具丧失了其加工功能,可以明显地发现刨削力加大,刨削温度上升,切屑颜色改变,甚至产生振动。刀具的磨损和耐用度关系到刨削加工的效率、质量和成本,刀具虽然坚硬,可随着使用时间的推迟,刀具也会有一定的磨损,最终无法保证零件的加工质量,我们针对这一问题,简单的介绍一下什么原因造成牛头刨床刀具磨损的呢?
1、氧化磨损
刨削温度超过700度后,空气中的氧会与硬质合金中的化学元素发生化学反应,在牛头刨床刀具表面形成疏松而脆弱的氧化物。当这些氧化物被机械作用擦去后,在刀具表面留下凹坑。通常硬质合金刀具在较高的刨削速度、较大的刨削深度及进给量刨削钢材时,副后面最容易发生气化磨损。
2、相变磨损
由于刨削温度的升高,牛头刨床刀具材料的金相组织转变,致使硬度和耐麻性下降造成的刀具磨损。高速钢刀具的相变温度为550℃~600℃,因此,相变磨损是造成高速钢刀具急剧磨损的主要原因。
3、黏结磨损
黏结磨损也称为冷焊磨损。牛头刨床刨削时,切屑与前刀面,工件与后刀面在较大的压力下和适当的刨削温度作用下,会产生分子材料之前的吸附作用,使刀具表面局部强度较低的微粒被切屑或工作带走所造成的刀具磨损。黏结磨损程度主要取决于刀具材料和工件材料的相互黏结性、刨削温度和刨削力。如YT类硬质合金刀片刨削钢料的黏结温度高,因此不易发生黏结磨损,而高速钢则容易发生黏结磨损。但通过控制刀制刨削温度、改善刀具表面粗糙度和润滑条件则可减轻黏结磨损。
4、硬质点磨损
牛头刨床工件材料中存在的由碳化物、氮化物、氧化物等所产生的硬质点以及积屑瘤的碎片等都具有很高的硬度,刨削过程中这些硬质点将在刀具表面上划出沟痕,而导致刀具磨损。以不同的刨削速度进行刨削的刀具,都会出现不同程度的硬质点磨损,但对低速刀具如拉刀、丝推板牙来说,这是刀具磨损的主要原因。
5、冷焊磨损
(1)牛头刨床刨削时,切屑、工件与前、后刀面之间,存在很大的压力和强烈的摩擦,因而它们之间会发生冷焊。由于摩擦面之间有相对的运动,冷焊结将产生破裂被一方带走,从而造成冷焊磨损。
(2)一般来说,工件材料或切屑的硬度较刀具材料的硬度低,冷焊结的破裂往往发生在工件或切屑这方。但由于交变能力、接触疲劳、热应力以及刀具表层结构缺陷等原因,冷焊结的破裂也可能发生在刀具这一方,刀具材料的颗粒被切屑或工件带走,从而造成牛头刨床刀具磨损。
(3)冷焊磨损一般在中等偏低的刨削速度下比较严重。研究表明:脆性金属比塑性金属的抗冷焊能力强;相同的金属或晶格类型、晶格间距、电子密度、电化学性质相近的金属冷焊倾向小;金属化合物比单相固熔体冷焊倾向小;化学元素周期表中B族元素比铁的冷焊倾向小。
(4)在牛头刨床高速钢刀具的正常工作速度和硬质合金刀具偏低的工作速度下,正能满足产生冷焊的条件,故此时冷焊磨损所占的比重较大。提高刨削速度后,硬质合金刀具冷焊磨损减轻。
6、扩散磨损
扩散磨损主要与牛头刨床刨削温度、刀具材料的化学成分有关。如Ti的扩散速度要比C、Co、W慢得多,因此P类硬质合金比K类硬质合金耐磨损。在高温刨削时,刀具与工件之间的合金元素相互扩散置换,改变了材料原来的成分与结构,使刀具的物力学性能降低,从而加剧了刀具的磨损。如在800℃以上时,硬质合金中有Ti、Co、W、C等扩散至切屑底层中Fe元素扩散至硬质合金的表层、使其表层组织脆化,加速磨损。
7、磨粒磨损
工件材料中存在氧化物碳化物和氮化物等硬质点,铸造件在着硬夹杂物,切屑、加工表面上黏附着积屑瘤碎屑,这些硬质点在牛头刨床刨削时如同“磨粒”,对刀具表面磨损和刻代,致使刀具磨损。这主要是由于刀具材料的硬度差所造成的一种机械擦伤,因此也叫机械擦伤磨损。