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立方氮化硼刀片出現(xiàn)崩刃、剝落、碎斷的原因及解決方法

發(fā)布時(shí)間：

2020-09-22

　　立方氮化硼刀片連續(xù)切削時(shí)，其破損原因主要是磨損，所以應(yīng)根據(jù)加工方法和加工要求，確定合理的磨損耐用度。由于陶瓷刀具具有良好的高溫性能，最適合于高速切削，因而確定陶瓷刀具磨損耐用度時(shí)應(yīng)充分考慮其優(yōu)越性;同時(shí)陶瓷刀具適用于機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀片，換刀比較方便。對(duì)于要求嚴(yán)格保證精度與粗糙度的加工以及強(qiáng)制換刀的加工，應(yīng)根據(jù)具體要求來(lái)確定磨損耐用度。立方氮化硼刀具斷續(xù)切削時(shí)，刀具損壞的主要形式是破損。刀具的破損有早期和后期兩種。早期破損是切削剛開始或短時(shí)間切削后即發(fā)生的破損。這時(shí)，前、后刀面尚未產(chǎn)生明顯的磨損。切削高硬材料或者斷續(xù)切削時(shí)，最常出現(xiàn)這種破損。后期破損是在加工一定時(shí)間之后，刀具材料因疲勞而引起的破損。

　　立方氮化硼刀片脆性破損的原因

　　在實(shí)際生產(chǎn)中，工件無(wú)論其幾何形狀還是材料的物理機(jī)械性能，都遠(yuǎn)不是規(guī)則和均勻的。例如毛坯幾何形狀不規(guī)則、加工余量不均勻、表面硬度不均勻以及工件表面的溝、槽、孔等，所有這一切使切削加工或多或少地總帶有斷續(xù)切削的性質(zhì)。另有一些加工方法，如端銑，則更是斷續(xù)切削。在斷續(xù)切削條件下，必伴隨著強(qiáng)烈的機(jī)械沖擊和熱沖擊，再加上立方氮化硼刀具硬度高、脆性大，且又屬于粉末燒結(jié)材料，其組織不勻，分布有眾多的缺陷和空隙。因此，很容易引起刀具破損，特別是早期破損更為常見。破損的主要原因是沖擊、機(jī)械疲勞和熱疲勞。早期破損是在后刀面尚未產(chǎn)生顯著磨損時(shí)就產(chǎn)生的破損，此時(shí)切削刃承受的切削循環(huán)次數(shù)很少，機(jī)械疲勞和熱疲勞不是主要矛盾，是機(jī)械沖擊造成的應(yīng)力超過了刀具材料許可的強(qiáng)度，致使發(fā)生了脆性斷裂。

　　立方氮化硼刀片脆性破損的形態(tài)有以下幾種：

　　1.崩刃

　　這是立方氮化硼刀片連續(xù)切削或斷續(xù)切削鋼和鑄鐵時(shí)，最常見的一種早期破損形態(tài)。它是在切削刃上產(chǎn)生的小缺口，刀刃上幾個(gè)小缺口或被崩掉一小塊。一般缺口尺寸與進(jìn)給量相當(dāng)或者稍大一些。微崩刃的刀具在允許的磨損限度內(nèi)還能繼續(xù)切削。

　　2.剝落

　　端銑鋼和鑄鐵時(shí)，在前刀面上最常出現(xiàn)貝殼狀的剝落。立方氮化硼刀具端銑淬硬鋼(HRC58-65)時(shí)，前刀面上產(chǎn)生的較大面積的貝殼狀剝落，出現(xiàn)此類磨損，可通過提高切削速度、降低進(jìn)給量、使用有負(fù)倒棱，刃口經(jīng)過鈍化處理的刀片。

　　3.碎斷

　　在切削刃上發(fā)生小塊碎裂或大塊斷裂，而不能繼續(xù)正常切削。立方氮化硼刀具連續(xù)切削高硬材料或者斷續(xù)切削時(shí)常常發(fā)生這種破損，車削淬硬鋼時(shí)，由于切削速度太高在刀尖處發(fā)生小塊碎裂，通常還可以重磨修復(fù)再使用。立方氮化硼刀具斷續(xù)車削(40MnNi3CrMo)低合金鋼時(shí)在刀尖處發(fā)生大塊斷裂，這種情況，刀具不可能再重磨使用。這是由于斷續(xù)切削時(shí)沖擊載荷過大、短時(shí)間切削后即發(fā)生的早期破損，雖然切削條件適當(dāng)，但切削較長(zhǎng)時(shí)間后，沒有及時(shí)換刀，由于刀具材料疲勞就發(fā)生了這種大塊的斷裂。

　　4.裂紋

　　立方氮化硼刀片在較長(zhǎng)時(shí)間的斷續(xù)切削后，有因機(jī)械沖擊而引起的平行于切削刃的機(jī)械疲勞裂紋，也有因熱沖擊而引起的垂直于或傾斜于切削刃的裂紋。當(dāng)這些裂紋不斷擴(kuò)展合并后，就引起刀刃碎裂或斷裂。

　　立方氮化硼刀片斷續(xù)切削時(shí)，應(yīng)以其破損規(guī)律為基礎(chǔ)建立刀具破損耐用度與切削條件之間的關(guān)系。從而確定刀具合適的切削用量以及刀具幾何參數(shù)等。