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如何提gao机械daoju的使用shou命
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?daoju磨损是切削加工中zui基本的问题之一。了解daoju磨损的情况he原因,可以帮zhudaoju制造商以及用户延chang数kongdaojushou命。xian在的数kongdaojuduhui采用涂层技术(包括采用新的合金元素),这进一瞛iexingУ难觕hang了daoju的使用shou命,tong时可以显著提gao率。下文对daoju磨损做了详细shu理,尽管某xieli子有点老,相信hui对你有所qi发。

01

daoju磨损机理介绍

在金属切削加工中,产生的热量he摩擦是能量的表xianxing式。由很gao的表面负荷以及莤ingjia豥aoju前dao面gao速hua移而产生的热量he摩瞝i筪aoju处于一zhong极ju挑zhanxing的加工环境謝iaoⅫ/p>

切削力的大xiao往往hui上下波dong,zhuyao取jue于butong的加工条件(如工件材義ian写嬖趛ing质成fen,huo进xing断续切削)。因此,为了在切削gao温下保持其强度,yao求daojuju有一xie基本特xing,包括极好的韧xing、nai磨xinghegaoying度。

尽管daoju/工件界面处的切削温度是jue定几乎所有daoju材料磨损率的关键yao素,danyao确定计算切削温度所需的can数謉eng词掷选uguo,切削试验的测量结果可以为一xiejing验xing的方法奠定基础。

通chang可以假定,在切削中产生的能量被转化为热量,而通chang这xie热量的80%du被莤ingji撸ㄕ庖槐萳i的变化取jue于几个yao素——尤其是切削速度)。其余大约20%的热量则传入daoju之謝iaoi使在切削ying度bu太gao的钢件时,daoju温度也可能hui超guo550℃,这是gao速钢在ying度bu降di的前提下能gou承受的zuigao温度。用聚晶立方氮化硼(PCBN)daoju切削cuiying钢时,daojuhe莤ing嫉奈露韧╟hang将超guo1000℃。

02

daoju磨损与daojushou命

daoju磨损通chang包括以下几zhonglei型:后dao面磨损、刻划磨损、月ya洼磨损、切削刃磨钝、切削刃崩葂iao⑶邢魅辛褀en、灾难xing失效。


对于daojushou命,并没有被pu遍jie受祅ai骋欢ㄒ澹╟hang取jue于butong的工件hedaoju材料,以及butong的切削工艺。定量分析daojushou命zhong止点的一zhong方式是设定一个可以jie受的zui大后dao面磨损极限值(用VBhuoVBmax表示)。


机械daojushou命可用yu期daojushou命的泰勒公式表示,jiVcTn=C,该公式的一zhong更chang用的xing式为VcTn×Dxfy=C式中,Vc为切削速度;T为daojushou命;D为切削深度;f为进给率;xhey由实验确定;nheC是gen据实验huo已发表的技术资料确定的chang数,它们表示daoju材料、工件he进给率的特xing。

bu断发展的zuijiadaoju基体、涂层he切削刃制备技术对于限制daoju磨损he抵kang切削gao温至关重yao。这xieyao素,加上在可转位dao片上采用的断屑槽he转角詁u“刖叮琷ue定了meizhongdaoju对于butong的工件he切削加工的适用xing。所有这xieyao素的zuijiazu合能gou延changdaojushou命,使切削加工更jing济、更可靠。

03

改变daoju基体

通guo在1~5μm范wei内改变碳化钨的li度,daoju制造商可以改变ying质合金daoju的基体xing能。基体材料的li度对于切削xing能hedaojushou命qi着重yao作用。li度越xiao,daoju的nai磨xing越好。fan之,li度越大,daoju的强韧xing越好。细颗li基体zhuyao用于加工航空pai号材料(如钛合金、Inconel合金he其tagao温合金)的dao片。

此外,将ying质合金daoju材料的钴han量提gao6%~12%,可以huode更好的韧xing。因此,可以通guo调整钴han量来满足特定切削加工的yao求,无论这zhongyao求是韧xing还是nai磨xing。

daoju基体的xing能还可以通guo在jiejin外表面处xing成富钴层,huo者通guo在ying质合金材義ian杏醒≡駒ing地添加其ta合金元素(如钛、钽、钒、铌deng)而huode增强。富钴层可以显着提gao切削刃强度,从而提gao粗加工he断续切削daoju的xing能。

此外,在选择与工件材料he加工方式相匹配的daoju基体时,还表xian考虑另外5zhong基体特xing——断裂韧xing、横向断裂强度、kangya强度、ying度henai热冲击xing能。li如,如果ying质合金daojuchuxian沿切削刃崩刃的xian象,jiu应该选用ju有较gao断裂韧xing的基体材料。而在daojuchuxian切削刃直jie失效huo破损的情况下,可能采用的解jue方案是选用ju有较gao横向断裂强度huo较gaokangya强度的基体材料。对于切削温度较gao的加工场合(如gan式切削),通chang应该首选ying度较gao的daoju材料。在可以guan察到daoju产生热裂wen的加工场合(在蟘heng骷庸ぶ衵uichang见),建议选用nai热冲击xing能较好的daoju材料。

对daoju基体材料的优化改进可以提gaodaoju的切削xing能。

04

选择正确祅ai坎恻/p>

涂层也有zhu于提gaodaoju的切削xing能。目前祅ai坎慵际醢ǎ裹/p>

(1)氮化钛(TiN)涂层:这是一zhong通用型PVDheCVD涂层,可以提gaodaoju的ying度he氧化温度。

(2)碳氮化钛(TiCN)涂层e╣uo在TiN中添加碳元素,提gao了涂层的ying度he表面guang洁度。

(3)氮铝钛(TiAlN)he氮钛耹iˋlTiN)涂层:氧化耹iˋl2O3)层与这xie涂层的fu合应觤ei梢蕴醙aogao温切削加工的daojushou命。氧化铝涂层尤其适合gan式切削hejingan切削。AlTiN涂层的铝han量较gao,与钛han量较gao的TiAlN涂层相比,ju有更gao的表面ying度。AlTiN涂层通chang用于gao速切削加工。

(4)氮化ge(CrN)涂层:这zhong涂层ju有较好的kang粘结xing能,是对kangji屑瘤的首选解jue方案。

(5)金刚石涂层:金刚石涂层可以显着提gao加工非铁族材料daoju的切削xing能,非chang适合加工石墨、金属基fu合材料、gao硅铝合金he其tagao磨蚀xing材料。dan金刚石涂层bu适合加工钢件,因为它与钢的化学fan应hui破籨i坎阌牖宓恼掣絰ing能。

jin年来,PVD涂层daoju的市场fen额有所扩大,其价格也与CVD涂层daojubu相上下。CVD涂层的厚度通chang为5-15μm,而PVD涂层的厚度约为2-6μm。在涂fu到daoju基体上时,CVD涂层hui产生bu受欢ying的拉应力;而PVD涂层则有zhu于对基体xing成有益的ya应力。较厚的CVD涂层通changhui显着降didaoju切削刃的强度。因此,CVD涂层bu能用于yao求切削刃非chang锋利的daoju。

在涂层工艺中采用新的合金元素可以改善涂层的粘附xinghe涂层xing能。li如,伊si卡公司的3PSumoTec处理技术能提gaoPVDheCVD两lei涂层的韧xing、guanghuacheng度hekang崩刃xing能。SumoTec涂层技术还能减xiao摩瞝i佣礵i加工中的能量消hao,tong时提gao对ji屑瘤的抵kang能力。

SumoTec涂层工艺可以减少dao片在CVD涂层后冷que时因收缩率butong而在dao片表面产生的微裂wen。tongyang,该工艺还能消除PVD涂层时在涂层表面产生的有害液滴,从而使涂层表面更guanghua,使dao片在加工时切削温度更di、shou命更chang、xing成更理想的莤ing糽iu,以及能采用更gao的切削速度。

另一个li子是数kongdaojuchang家正规网投平台机械公司的机械daojuDo-Tec涂层技术。该技术可在謝ing翪VDAl2O3涂层上沉ji一层TiAlNPVD涂层。这zhongfu合涂层ju有很好的nai磨xinghekang崩刃xing,非chang适合用于gao速切削zhu铁的各zhongdao片pai号,其yu期的切削速度可达到650-1200sfm以上(取jue于工件材料的lei型he加工条件)。

05

切削刃的制备

在许多情况下,dao片切削刃的制备(huochen刃kou钝化)已成为jue定加工成败的分水岭。钝化工艺can数需gen据特定的加工yao求而定。li如,用于gao速精加工钢件的dao片对刃kou钝化的yao求jiu与用于粗加工的dao片有所butong。刃kou钝化可应用于加工几乎任何lei型碳钢huo合金钢的dao片,而在加工bu锈钢he特殊合金材料的dao片上,其应用则有一定限制。钝化量可以xiao至0.007mm,也可以大到0.05mm。为了在条件恶劣的加工中qi到增强切削刃的作用,还可以通guo刃kou钝化xing成微xiao的T型棱带。

一ban来说,用于lian续车削加工以及蟘heng鞔蟛糠指謍ezhu铁的dao片需yao进xing较大cheng度的刃kou钝化。钝化量取jue于ying质合金pai号he涂层lei型(CVDhuoPCD涂层)。对于重度断续切削加工dao片,对刃kou进xing重度钝化huo加工chuT型棱带已成为一zhong先jue条件。gen据butong祅ai坎鉲ei型,钝化量可jiejin0.05mm。

与此相fan,由于加工bu锈钢hegao温合金的dao片rong易xing成ji屑瘤,因此yao求切削刃保持锋利,只能进xing轻微钝化(可xiao至0.01mm),甚至还可以定制更xiao的钝化量。tongyang,加工铝合金的dao片也yao求ju有锋利的切削葂iaoⅫ/p>

li如,青daodaojuchang家wei迪亚数kongdaoju代理各zhongju有螺旋切削刃的dao片,这zhong切削刃的kuoxing是wei绕一个圆柱面沿轴向均匀移dong而xing成的。这zhongjinsi于螺旋xian的螺旋刃设计的优点之一是切削运dong更平hua。与直xian刃的切削方式butong,螺旋切削刃模拟了螺旋槽立铣dao的运dong方式。切削刃是在“螺旋”运dong中逐渐进入切削,而bu是全部tong时进入切削,从而可减轻颤振,huode更好的加工表面guang洁度。

此外,螺旋切削刃能承受更大的切削负荷,huode更gao的金属去除率,tong时还能减xiao应力。由于作用于daoju的切削ya力he切削热降di,因此螺旋切削刃的另一个优势是可以延changdaojushou命。了解daoju磨损的机理,并采用新技术与之kang衡,可以提gaodaojushou命he加工效率。


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