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?1.刀具磨損的形態(tài)
(1)前刀具破損(月牙洼磨損) 切削塑性材料時,如果切削速度和切削厚度較大,切屑在前刀面上經(jīng)常會磨出一個月牙洼,這種磨損形式稱作前刀面磨損。出現(xiàn)月牙洼的部位就是切削溫度*高的部位。月牙洼和切削刃之間有一條小棱邊,月牙洼隨著刀具磨損不斷變大,當月牙洼擴展到使棱邊變得很窄時,切削刃強度降低,極易導致崩刃。月牙洼磨損量以其深度KT表示。
(2)后刀面磨損 由于后刀面和加工表面間的強烈摩擦,后刀面靠近切削刃部位會逐漸地被磨成后角為零的小棱面,這種磨損形式稱作后刀面磨損。切削鑄鐵和以較小的切削厚度、較低的切削速度切削塑性材料時,后刀面磨損是主要形態(tài)。后刀面上的磨損棱帶往往不均勻,刀尖附近(C區(qū))因強度較差,散熱條件不好,磨損較大;中間區(qū)域(B區(qū))磨損較均勻,其平均磨損寬度以VB 表示。
(3)邊界磨損 切削鋼料時,常在主切削刃靠近工件外皮處和副切削刃靠近刀尖處的后刀面上磨出較深的溝紋,這種磨損稱作邊界磨損。溝紋的位置在主切削刃與工件待加工表面、副切削刃與已加工表面接觸的部位。
?2.刀具磨損機制
(1)硬質(zhì)點劃痕 由工件材料中所含的碳化物、氮化物和氧化物等硬質(zhì)點以及積屑瘤碎片等在刀具表面上劃出一條條溝紋,造成機械磨損。硬質(zhì)點劃痕在各種切削速度下都存在,它是低速切削刀具(如拉刀、板牙等)產(chǎn)生磨損的主要原因。
(2)冷焊粘結(jié) 切削時,切屑與前刀面之間由于高正壓力和高溫度的作用,切屑底面材料與前刀面發(fā)生冷焊粘結(jié)形成冷焊粘結(jié)點,在切屑相對于刀具前刀面的運動中冷焊粘結(jié)點處刀具材料表面微粒會被切屑粘走,造成粘結(jié)磨損。上述冷焊粘結(jié)磨損機制在工件與刀具后刀面之間也同樣存在。在中等偏低的切削速度條件下,冷焊粘結(jié)是產(chǎn)生磨損的主要原因。
(3)擴散磨損 切削過程中,刀具后刀面與已加工表面、刀具前刀面與切屑底面相接觸, 由于高溫和高壓的作用,刀具材料和工件材料中的化學元素相互擴散,使刀具材料化學成分發(fā)生變化,耐磨性能下降,造成擴散磨損。例如,用硬質(zhì)合金刀具切削鋼質(zhì)工件時,切削溫度超過800℃,硬質(zhì)合金刀具中的Co、C、W等元素就會擴散到切屑和工件中去,由于Co元素減少,硬質(zhì)相(WC 、TiC )的粘結(jié)強度下降,導致刀具磨損加快。擴散磨損在高溫下產(chǎn)生,且隨溫度升高而加劇。
(4)化學磨損 在一定溫度作用下,刀具材料與周圍介質(zhì)(例如空氣中的氧,切削液中的極壓添加劑硫、氯等)起化學作用,在刀具表面形成硬度較低的化合物,易被切屑和工件擦掉造成刀具材料損失,由此產(chǎn)生的刀具磨損稱為化學磨損?;瘜W磨損主要發(fā)生在較高的切削速度條件下。