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            刀具磨損、崩刃及重磨

            發布日期:2020-04-29 作者: 點擊:

            車削過程中,金屬工件被切削表面,受到刀具的擠壓力,同時刀具也受強大擠壓和劇烈摩擦,物理性能更硬的刀具,迫使工件表面被切成屑而脫離工件,工件生成了以刀尖點為旋轉軌跡的新表面,切削過程中,切削熱聚集在切削區內,刀尖部位在9001 000℃的高溫下,承受著磨損,也承受著切削力沖擊,有時會產生刀具崩刃。

            1.刀具磨損時物理性能表現形式

            (1)切屑的色變規律。切削過程中,隨著切削過程的延續,切屑顏色隨切削熱變深,切屑外層發生著有規律的色變。切削塑性金屬時,其規律是:淺黃→深黃→淺藍→深藍→灰藍泛白。每一個層次的變化代表著切削熱生成切屑色變的物理變化。切削脆性金屬材料時,其規律是:淺灰→深灰→亮灰→紫晶亮灰。每一個層次的色變,代表著車脆性金屬時(灰鑄鐵工件)切削熱生成切屑色變的物理變化。

            (2)切屑的形變規律。切削過程中,刀具必然磨損,切屑的形狀會逐漸變化,車刀卷屑槽的幾何形狀技術參數刃磨不當,也會造成新刀刃磨的車刀不易卷屑。切削刀具的正常磨損也會被迫改變車刀的卷屑性能。車塑性金屬材料時,螺旋卷筒狀切屑向帶狀纏繞屑發展,切屑不易折斷,纏繞在刀具或工件上隨工件旋轉,打壞車刀。車脆性材料時切屑飛濺、崩碎,同時產生摩擦火花,伴隨著尖銳刺耳的高分貝尖叫聲。

            如果機床、工件及刀具三方面綜合耐切削因素允許,粗加工工藝最理想的切屑為“C”形屑。精加工工序最理想的切屑為因自重能折斷、排屑順利的螺旋卷筒狀屑。

            (3)工件表面的變化。如果刀具磨損,工件表面會殘留毛茸刺渣屑和不規則亮點附體渣,表面粗糙度值上升。工件夾頭部位發生周向位移或軸向竄動夾痕。已加工表面發生徑向跳動,尺寸公差不易控制。

            (4)刀具的刀尖部位幾何形狀變化。刀具磨損會使切削阻尼系數值增大,同時也會使切削熱增大,卸下刀具,發現刀尖部位由過渡刀刃和修光刀刃組成的刀尖已不存在,被磨損成由主后面、副后面和前刀面三維相交的半球面。刀具的切削功能被改變成超強摩擦的擠削性能。

            2.刀具崩刃產生的原因

            (1)刀具安裝時,刀尖低于工件軸心,切削過程中容易產生“扎刀”崩刃。

            (2)金屬脆性材料中的“砂眼” 、“氣孔”、“裂紋”及“夾渣”使刀尖受“沖擊”崩刃。

            (3)切削中發生了振動,引起了刀尖受“振動”崩刃。

            (4)工件旋轉后為假想圓柱面,斷續的車削會引起切削進給行程的“撞刀”崩刃,或執行“試車削”時,刀尖空行程對刀越位,而引起“撞刀”崩刃。

            (5)刀具不斷切削,到了急劇磨損階段,操作人沒有及時重磨車刀,會產生磨損“阻尼”崩刃。

            (6)幾何角度為精加工工藝車刀,錯用在粗加工切削工藝中,或切削用量選擇不當,或車刀牌號與材料可加工性能不符,造成了切削力增大的“悶車”崩刃。

            3.正常刀具磨損的三個階段

            (1)初期磨損階段。刀具開始切削后,在較短的時間內很快磨損,叫初期磨損階段。這是因為被砂輪磨削的刀具刃口是鋸齒狀(放大鏡可見)。此鋸齒狀刀口很快被過渡面切屑磨平。初期磨損量的多少與車刀刃磨質量有關,與刃磨車刀切削角度值正確與否有關,與切削用量選擇正確與否有關,車刀的初期磨損量越少,車刀在正常磨損階段的工作時間就越長。

            (2)正常磨損階段。在這個階段中,刀具磨損緩慢,各種切削性能比較穩定。加工效益和切屑去除率等主要在本階段體現,切削加工進入“概率法”操作時間段。在此階段中,切屑顏色基本一致,排屑順利,無高分貝噪聲。工件尺寸公差容易控制,表面粗糙度也容易控制。

            正常磨損階段,主軸停機,進行刀具的油石研磨,可提高和延長刀具壽命。

            (3)急劇磨損階段。隨著切削時間的推移延續,刀具的鋒利刃口會緩慢變鈍,切屑顏色變異到深藍泛白或變異到紫晶亮灰,工件切削區出現摩擦火花和高分貝噪音,此時可能出現工件自由度不易限制,就說明刀具進入到急劇磨損階段,刀具需要重磨。

            4.刀具發生非正常磨損的因素

            粗車時選擇的切削用量,主要是考慮提高生產率,同時兼顧刀具壽命,如果切削中加大背吃刀量、進給量及提高切削速度都能提高生產率,但是為了延長刀具壽命,應當在粗加工工藝中,把背吃刀量放在第一位,進給量放在第二位,切削速度放在第三位。精車時選擇的切削用量也是要提高生產率,兼顧刀具壽命,又能保障工藝質量,都把切削速度放在第一位,進給量放在第二位,背吃刀量放在第三位,切削過程中切削速度選擇過高是刀具非正常磨損的重要因素。

            5.刀具重磨

            (1)刀具重磨的基本原則。任何種類車刀、刨刀、鏜刀及銑刀都有相同的切削功能,都是主切削刃有旋升切入性質的后角面。副切削刃下有增加強度又減少摩擦的副后面,前刀面上有排屑順利的前角面,所以重磨的刀具都要堅持分別進行三個面的刃磨。

            刀片窄長的刀具,重磨時要多磨長,少磨窄,以刃磨切削深度后面或副后面為主磨削面。

            刀片的幾何形狀為四方型,重磨時應多磨寬,少磨長,以刃磨主切削面、主后面為主磨削面。

            刀片偏薄,少磨前刀面;刀片偏厚,多磨前刀面。

            只要刀體上硬質合金殘留塊還有利用價值,就堅持對殘留塊刀體進行再重磨,以起到節約貴金屬的目的。

            (2)刀具的總壽命。刀具的總壽命分兩部分,一是新刀刃磨后,開始切削直到切削刃磨鈍的刀具切削時間;二是多次磨損后的工作時間。要利用技術手段,處理好刀具的3個磨損階段,又要避免和減少刀具崩刃和非正常磨損,并把握好每次重磨刀具時的操作技巧,把握好最佳切削用量,就能延長刀具的總壽命,總結車刀重磨因果關系如附圖所示。

                                       

            微信圖片_20200429145153.jpg


            車刀重磨因果圖


            本文網址:http://www.ztwgw.com/news/392.html

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