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山高刀具:鑄鐵加工崩邊現象該如何處理?

日期: 2018-12-19    來源:刀具商務網

  灰鐵的加工特性

  灰鑄鐵具有脆性和低抗拉強度的特性(鑄鐵組織可以看成是充滿石墨孔隙的鐵碳合金組織。片狀石墨的存在降低了鑄鐵的塑性和韌性),是典型的脆性材料。

  灰鑄鐵中片狀石墨的石墨腔結構,其尖銳邊緣易形成裂紋。切削時,在刀具剪切力作用下,裂紋沿最小抗力方向發展,導致切屑的崩碎斷裂。因此灰鑄鐵在切削加工時形成易斷的崩碎切屑,與此同時,刀具在灰鑄鐵加工過程中處于斷續切削工作狀態,在切削基體中的石墨時,刀具處于空程狀態,在切削金屬基體時,刀具發生切削作用,刀具不斷切入切出,引起刀具靠近切削刃處產生高頻次的拉、壓應力循環,交變載荷使得刀具表層產生疲勞而導致刃口處的微小崩刃,降低了刀具的切削性能。

  

  在切削過程中,被切削的灰鑄鐵組織頻繁地無規則斷裂,引起切削力的不穩定變化,對切削刃產生較大的沖擊。灰鑄鐵切削時生成典型的崩碎切屑,切屑的變形系數小、其刀屑接觸長度極短,使得切削力、切削熱集中在刃口較小區域,對刀具產生了熱沖擊磨損。

  

  刀具在切削灰鑄鐵時產生的崩碎切屑碎片及脫落的碳化物硬質點常常引起工件表面和后刀片研磨作用導致后刀面VB磨料磨損;后刀面一旦磨損后,切削溫度明顯升高,細小崩碎切屑易進入刀屑界面,在高溫高壓下,切屑中的鐵元素與刀具及刀具表層的粘結相,形成無限置換固溶體,導致擴散磨損,同時切屑軟化粘附在刀具表面,在刀具磨損表面形成了一層均勻的粘附層導致粘合磨損。一旦切削刀具刃口磨損或崩刃,造成切削力的急劇加大,使工件已加工表面質量明顯下降,易出現邊緣斷裂或崩落,易崩邊;

  

  不同主偏角產生的結果

  90主偏角會將進給力徑向導入工件材料較薄的部分;

  

  45主偏角會將力導向更寬基體所支撐的材料;

  

  當進給力超出材料強度時會出現缺口和毛刺。鑄鐵等脆性材料往往會出現缺口,而更具有韌性的工件材料往往會出現毛刺。而更具有韌性的工件材料往往會出現毛刺。其將進給力導向了工件材料更強韌的部分。這減少或消除了工件缺口或毛刺的形成。

      不同刃口槽型所產生的效果

    

               采用鋒利槽型的刀片,可以有效的減小切削力,減小崩邊的產生。在這個時候,fz是受到刀片的平均切屑厚度限制的。盡量選擇強度好的刀片類型但刃口要鋒利(切削輕快的槽形,大前角,鋒利但不乏強度的刃型(較小的刃帶寬度T),在粗加工的時候,如果在工況不太穩定的時候,采用大的fz(超過0.2)時候,會加劇崩邊現象的產生。特別是在刀具切入和切出工件時候的出刀部位。在刀片磨損超過0.3以后,這種現象同樣會加劇。

  不同材質所產生的效果

  

  物理氣相沉積(PVD),涂層應用厚度更薄,并適用于相對比較鋒利的切削刃。涂層可以增加潤滑性,并有利于減少刀具和工件之間產生的切削力,切削相對輕快。特別對于精加工時的崩邊現象,會有很大的改善。

  其它因素

  在目前中國機加工市場上,對于鑄鐵材料的加工,從實際加工效果來看,球鐵材料(主要是產生毛刺)(QT450以下)的刀具壽命要好于灰鐵(主要是工件崩邊)。工件崩邊和毛刺導致換刀占了很大的因素。除了我們經常采用的采用45度主偏角,采用鋒利槽型的刀片,相對小的每齒走刀。還有加強工件自身的裝夾剛性(在薄弱部位添加輔助支撐),還可以采用改變刀具的位置等等。


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  (山高刀具)

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