数控车床在切削过程中,刀具磨损到一定程度,切削刃崩刃或破损,切削刃卷刃(塑变)时,刀具就丧失其切削能力或无法保障加工质量,称为刀具失效。刀具破损的主要形式和产生原因及对策如下:

1.数控车床 后刀面磨损

后刀面磨损是由机械应力引起的出现在后刀面上的摩擦磨损。由于刀具材料过软,刀具的后角偏小,加工过程中切削速度太高,进给量太小,造成后刀面磨损过量,使得加工表面尺寸精度降低,增大了摩擦力,应该选择耐磨性高的刀具材料,同时降低切削速度,提高进给量,增大刀具后角,这样才能避免减少后刀面磨损现象的发生。

2. 数控车床刀具边缘磨损

主切削刃上的边界磨损常见于与工件的接触面处。主要原因是工件表面硬化、锯齿状切削造成的摩擦,影响切削的流向并导致崩刃。只有降低切削速度和进给速度,同时选择耐磨的刀具材料并增大前角,才能使切削刃更加锋利。

3.数控车床 前刀面磨损

在前刀面上有摩擦和扩散导致的磨损较前刀面磨损。前刀面磨损主要由切削和工件材料的接触以及对发热区域的扩散引起的。另外刀具材料过软,加工过程中切削速度太高,进给量太大,也是前刀面磨损产生的原因。前刀面磨损会使刀具产生变形、干扰排屑、降低切削刃强度。降低切削速度和进给速度,同时选择涂层硬质合金材料,可以减少前刀面的磨损。

4. 数控车床刀具塑性变形

塑性变形是切削刃在高温或高应力作用下产生的变形。切削速度、进给速度太高以及工件材料中硬质点的作用,刀具材料太软和切削刃温度和高等,是产生塑变形的主要原因。它会影响切屑的形成质量,有时也可产生崩刃。可采取降低切削速度和进给速度,选择耐磨性高和热导率高的刀具材料等对策,以减少塑变形的产生。

5. 积屑瘤

积屑瘤是工件材料在刀具上的粘附。积屑瘤会降低加工表面质量并会改变切削刃形状,※终导致崩刃。采取的对策有提高切削速度,选择涂层硬质合金或金属陶瓷等与工件材料亲和力小的刀具材料,并使用切削液。

6.数控车床 刃口剥落

切削刃上休闲一些很小的缺口和不均匀的磨损,即为刃口剥落,主要由断续切削、切屑排除不流畅造成。在开始加工时降低进给速度,选择韧性好的材料和切削刃强度高的刀片,就可以避免刃口剥落的产生。

7. 数控车床刀具崩刃

崩刃将损坏刀具和工件。主要原因是刃口的过渡磨损和较高的应力,也可能是由于刀具材料过硬、切削刃强度不够及进给量太大造成的。应选择韧性好的合金材料,加工时减小进给量和切削深度,并选用高强度或刀尖圆角较大的刀片。

8. 数控车床刀具热裂纹

热裂纹是由于断续切削时温度变化产生的垂直于切削刃的裂纹。热裂纹可降低工件表面质量并导致刃口剥落。应选韧性好的合金材料,同时减小进给量和切削深度,并进行干式冷却或在湿式切削时有充足的切削液。

综述以上几点数控车床的刀具材料、几何角度、涂层、刃口的强化及车床加工的条件,在刀具的使用寿命中扮演者不同的角色,缺一不可,相辅相成的。一把好的刀具,应具备流畅的排屑槽、长的使用寿命、能节约加工成本。