硬質(zhì)合金刀具-昂邁工具-硬質(zhì)合金刀具修磨

高速車削tc4鈦合金硬質(zhì)合金刀片槽型對刀具磨損的影響

 tc4鈦合金具有比強(qiáng)度高、高溫?zé)釓?qiáng)性和耐熱功能高、抗腐蝕性好等尤秀功能，因而成為航空航天工業(yè)中應(yīng)用前景極其寬廣的資料。一起，因?yàn)榛瘜W(xué)活性大、變形系數(shù)小、熱傳導(dǎo)率低一級特色又使其成為一種典型的難加工資料�，F(xiàn)在，硬質(zhì)合金是切削tc4鈦合金的首要刀具資料，且可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片的使用越來越廣泛。在加工過程中，可轉(zhuǎn)位刀片的槽型對切削過程有很大影響，-學(xué)者對刀片槽型對切削加工的影響進(jìn)行了深入的研討，波蘭學(xué)者grzesik對三維槽型刀具切削鋼材的切屑折斷機(jī)理進(jìn)行了研討，發(fā)現(xiàn)對觸摸面的控制是影響切屑折斷的一個重要因素。中山一雄以為:切屑受擠壓而彎曲是因?yàn)閿嘈疾凼┘訌澗匦Ч�的結(jié)果，并以為斷屑槽型的不同會導(dǎo)致斷屑功能的不同。worthington等人研討了棱帶寬度在切削過程中的斷屑效果，并給出棱帶的寬度范圍，一起給出了切屑彎曲半徑。方寧研討了刀片槽型對斷屑功能的影響，并應(yīng)用多重線性辦法，建立了兩種預(yù)測新型刀片斷屑功能的數(shù)學(xué)模型。

 綜上所述，現(xiàn)在對切削加工中槽型對切削影響的研討首要集中在斷屑方向。事實(shí)上，刀片的槽型對刀片本身的磨損也有很大影響，-是高速切削tc4鈦合金時刀具磨損很快，此刻，槽型對刀片磨損的影響就顯得更為-。本文選用山特維克可樂滿cnmg120408刀片的sm和qm兩種槽型進(jìn)行研討，通過實(shí)驗(yàn)來比照剖析不同切削速度下兩種槽型刀片的磨損特色。

 1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及條件

 1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

 實(shí)驗(yàn)選用的是沈陽地一機(jī)床廠出產(chǎn)的數(shù)控車床cak6150(如圖1)，其主軸蕞大轉(zhuǎn)速為1800r/min。

 刀片磨損的觀測選用基恩士vhx-1000c型超景深三維顯微體系(如圖2)。

 1.2 刀片的幾許參數(shù)及槽型特征

 實(shí)驗(yàn)選用刀片的商標(biāo)為h13a，它是山特維克可樂滿公司針對鈦合金及耐熱合金切削開發(fā)的一種新型細(xì)晶硬質(zhì)合金刀具商標(biāo)，具有-的耐磨粒磨損性和韌性，適用于鈦合金的車削加工。

 刀片型號為cnmg120408，其安裝后的刀具幾許參數(shù)如表1。

 實(shí)驗(yàn)選用了cnmg120408的兩種槽型，即qm槽型和sm槽型刀片進(jìn)行比照研討。兩種刀片槽型的結(jié)構(gòu)特征如圖3所示，它們的前角均為15°，qm槽型選用波濤形槽背，一起它具有較大的棱帶寬度，寬深比較小。sm槽型的棱帶寬度較小，-可以忽略，因而刀刃比較尖利，槽型較陡峭，寬深比較大。

 1.3 實(shí)驗(yàn)方案

 tc4鈦合金常用切削速度為40～50m/min，為深入研討高速車削時刀片槽型對刀具磨損的影響規(guī)律，實(shí)驗(yàn)選擇兩種不同的切削速度進(jìn)行比照剖析，其切削速度分別為：95m/min、139m/min。詳細(xì)切削條件如表2所示。

 2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及剖析

 2.1 切削速度為95m/min時刀具磨損的形狀

 圖4為切削速度95m/min時兩種槽型刀片的磨損情況。在前刀面上，兩種槽型刀片的磨損描摹首要是月牙洼磨損，qm槽型刀片磨損更為-，硬質(zhì)合金刀具制造，-察到刀具資料因?yàn)楦邷匕l(fā)生了塑性變形。在后刀面上，因?yàn)殁伜辖鸬幕貜椵^大，后刀面和工件的觸摸應(yīng)力增大，切削區(qū)的溫度升高，因而刀具后刀面的磨損比切削其他資料時要相對-一些。由圖4可知，兩種槽型刀片中qm槽型刀片后刀面磨損比sm槽型刀片-得多，可以顯著觀察到刀具資料高溫軟化后工件資料中的硬質(zhì)點(diǎn)在刀具上劃擦發(fā)生的犁溝，一起可見因?yàn)楦邷厥沟毒哔Y料發(fā)生塑性變形引起的粘結(jié)磨損。sm槽型刀片的后刀面磨損較輕，僅發(fā)生了較小的機(jī)械磨損，未見顯著犁溝

 圖5為兩種槽型刀片在切削速度95m/min時的磨損曲線，可以看出，在切削初始階段qm槽型刀片磨損稍大，跟著切削的持續(xù)，sm槽型刀片有很長的一段正常磨損階段，切削旅程到達(dá)1400m后，后刀面磨損量仍小于0.15mm。qm槽型刀片的正常磨損階段要短得多，硬質(zhì)合金刀具，后刀面磨損量在切削旅程為1300m時到達(dá)0.25mm，此后刀具磨損加重，進(jìn)入急劇磨損階段，切削旅程到達(dá)1400m時后刀面磨損量已-0.5mm。在切削速度為95m/min時sm槽型刀片的磨損顯著小于qm槽型刀片，sm槽型刀片具有-的切削功能。

 2.2 切削速度為139m/min時刀具磨損的形狀

 圖6為切削速度為139m/min時兩種槽型刀片的磨損情況。兩種槽型刀片在前刀面上的月牙洼磨損均較為-，且均-察到高溫引起的塑性變形。在后刀面上，兩種槽型刀片均能顯著觀察到因?yàn)楦邷匕l(fā)生的粘結(jié)磨損和刀具資料高溫軟化后發(fā)生的犁溝磨損，且sm槽型刀片的后刀面磨損較重。

 圖7為兩種槽型刀片在切削速度為139m/min時的磨損曲線，可以看出，在切削初始階段，兩種槽型刀片磨損大致相同，跟著切削的持續(xù)，兩種槽型刀片的磨損均較快，首要原因是高速切削時刀具與工件觸摸頻率增大，刀尖的散熱時刻縮短，導(dǎo)致切削區(qū)的溫度急劇添加，刀具磨損速度加快。與切削速度為95m/min時不同，此刻qm槽型刀片磨損相對較小，切削旅程到達(dá)300m曾經(jīng)刀具的磨損都比較平穩(wěn)，為正常磨損階段，而sm槽型刀片在切削旅程到達(dá)250m時就進(jìn)入了急劇磨損階段，正常磨損階段較短。與切削速度為95m/min時相比，兩種槽型刀片的磨損均敏捷得多。sm槽型刀片的后刀面磨損量到達(dá)0.3mm時，切削旅程不足450m，刀具使用壽命比切削速度為95m/min時大幅下降。qm槽型刀片的后刀面磨損量到達(dá)0.3mm時，切削旅程約為500m，刀具使用壽命不及切削速度為95m/min時的一半。在整個磨損過程中qm槽型刀片的磨損小于sm槽型刀片，此刻qm槽型刀片具有-的切削功能。

 2.3 兩種切削速度下兩種槽型刀片功能差異的剖析

 比較圖5和圖7不難發(fā)現(xiàn)，兩種槽型刀片在兩種切削速度下的切削功能體現(xiàn)恰好相反。在相對較低的95m/min切削條件下，sm槽型要比qm槽型刀片的切削功能好，而在相對較高的139m/min切削條件下，結(jié)果相反，qm槽型刀片的磨損一向小于sm槽型刀片。

 如圖3所示，剖析sm槽型與qm槽型的區(qū)別可知，sm槽型刀片刃口尖利，刀尖體積較小，qm槽型刀片刃口粗鈍，刀尖體積較大。在切削過程中切削區(qū)的溫度是影響刀具磨損機(jī)理與速率的決定性因素，而切削區(qū)的溫度又由切削時切削熱的發(fā)生速率與散出速率一起決定。換言之，切削時單位時刻發(fā)生的熱量經(jīng)切屑、刀具、工件和周圍介質(zhì)散出后，硬質(zhì)合金刀具優(yōu)點(diǎn)，留存在切削區(qū)內(nèi)的熱量決定了其切削溫度，進(jìn)而決定了刀具的磨損機(jī)理與速率。

 選用95m/min的切削速度時，因?yàn)閟m槽型刀片刃口尖利，切屑早年刀面流出更順暢，摩擦熱發(fā)生較少，切削區(qū)內(nèi)刀尖處的溫度相對較低，因而sm槽型刀片磨損較少。

 當(dāng)選用139m/min的切削速度時，高速切削條件下兩種槽型刀片發(fā)生切削熱的速率均遠(yuǎn)高于較低的95m/min速度時的切削加工，此刻切削區(qū)的散熱條件對切削區(qū)溫度的影響效果-出來。在干切削時切削熱的傳出途徑除掉切屑和工件散熱外，刀具散熱是切削熱傳出的重要途徑，-是關(guān)于導(dǎo)熱性不好的鈦合金零件，其工件散熱較慢，刀具散熱就顯得更為重要。此刻，sm槽型刀片雖然產(chǎn)熱較少，但其散熱條件相對更差，qm槽型刀片雖然產(chǎn)熱較多，但其粗鈍的刃口和較大的刀尖體積--了散熱條件，這樣，在切削熱的發(fā)生與散出這對對立中，qm槽型刀片勝出，qm槽型刀片在切削區(qū)內(nèi)刀尖處的溫度低于sm槽型。一起，此刻兩種槽型刀片的切削溫度都遠(yuǎn)高于95m/min時的切削溫度，粘接磨損成為此刻刀具的首要磨損方式。qm槽形刀片刃口粗鈍，更有利于抵抗工件資料的粘接，然后減小刀具的磨損。因而，在切削速度為139m/min時，qm槽形刀片體現(xiàn)出-的切削功能。