硬質合金刀具-昂邁工具-硬質合金刀具修磨

高速車削tc4鈦合金硬質合金刀片槽型對刀具磨損的影響

 tc4鈦合金具有比強度高、高溫熱強性和耐熱功能高、抗腐蝕性好等尤秀功能，因而成為航空航天工業(yè)中應用前景極其寬廣的資料。一起，因為化學活性大、變形系數(shù)小、熱傳導率低一級特色又使其成為一種典型的難加工資料�，F(xiàn)在，硬質合金是切削tc4鈦合金的首要刀具資料，且可轉位硬質合金刀片的使用越來越廣泛。在加工過程中，可轉位刀片的槽型對切削過程有很大影響，-學者對刀片槽型對切削加工的影響進行了深入的研討，波蘭學者grzesik對三維槽型刀具切削鋼材的切屑折斷機理進行了研討，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為斷屑槽施加彎矩效果的結果，并以為斷屑槽型的不同會導致斷屑功能的不同。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，并應用多重線性辦法，建立了兩種預測新型刀片斷屑功能的數(shù)學模型。

 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兩種槽型進行研討，通過實驗來比照剖析不同切削速度下兩種槽型刀片的磨損特色。

 1 實驗設備及條件

 1.1 實驗設備

 實驗選用的是沈陽地一機床廠出產(chǎn)的數(shù)控車床cak6150(如圖1)，其主軸蕞大轉速為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

 實驗選用刀片的商標為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)的一種新型細晶硬質合金刀具商標，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。

 實驗選用了cnmg120408的兩種槽型，即qm槽型和sm槽型刀片進行比照研討。兩種刀片槽型的結構特征如圖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 實驗方案

 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，實驗選擇兩種不同的切削速度進行比照剖析，其切削速度分別為：95m/min、139m/min。詳細切削條件如表2所示。

 2 實驗結果及剖析

 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-，硬質合金刀具制造，-察到刀具資料因為高溫發(fā)生了塑性變形。在后刀面上，因為鈦合金的回彈較大，后刀面和工件的觸摸應力增大，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點在刀具上劃擦發(fā)生的犁溝，一起可見因為高溫使刀具資料發(fā)生塑性變形引起的粘結磨損。sm槽型刀片的后刀面磨損較輕，僅發(fā)生了較小的機械磨損，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，硬質合金刀具，后刀面磨損量在切削旅程為1300m時到達0.25mm，此后刀具磨損加重，進入急劇磨損階段，切削旅程到達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為高溫發(fā)生的粘結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250m時就進入了急劇磨損階段，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、工件和周圍介質散出后，硬質合金刀具優(yōu)點，留存在切削區(qū)內的熱量決定了其切削溫度，進而決定了刀具的磨損機理與速率。

 選用95m/min的切削速度時，因為sm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)內刀尖處的溫度相對較低，因而sm槽型刀片磨損較少。

 當選用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，-是關于導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。