极端重载切削条件下的刀-屑粘结失效
硬脆材料切削加工中刀具磨损与失效机理分析
硬脆材料切削加工中刀具磨损与失效机理分析刀具在硬脆材料切削加工中扮演着关键的角色。
然而,由于硬脆材料的特殊性质,刀具磨损和失效成为了制约加工质量和效率的重要因素。
因此,深入分析硬脆材料切削加工中刀具磨损和失效的机理对于提高加工效率、降低成本具有重要意义。
首先,分析硬脆材料切削加工中刀具的磨损机理。
在切削过程中,刀具与工件之间产生摩擦力和高温。
这使得硬脆材料切削加工中,刀具磨损多为磨料磨损和粘结磨损两种形式。
磨料磨损是指在切削过程中,由于硬脆材料的高硬度和脆性,产生的大量磨屑和切削温度,对刀具表面产生冲击和刮削,从而导致刀具磨料磨损。
磨料磨损主要表现为刀具刃口的颗粒剥落和划伤现象。
此外,由于硬脆材料的脆性,磨料磨损还可能引起刀具断裂。
磨料磨损对刀具的影响主要体现在刀具刃口的质量损失和几何形状的变化上,进而影响切削质量和加工精度。
粘结磨损是指硬脆材料切削过程中,切削区域的高温和高压下,切削液的化学成分与切削温度共同作用下发生的,使得刀具与磨削物质产生反应和结合,导致刀具表面的粘连和溶解现象。
粘结磨损主要表现为刀具表面的剥落、骨折、氧化和堆积等现象。
切削液在粘结磨损中起到冷却、润滑和清洗的作用,但切削液的选择和性能对于减轻粘结磨损具有重要的影响。
其次,分析硬脆材料切削加工中刀具的失效机理。
刀具失效主要包括刃口断裂和刀具疲劳两种形式。
刃口断裂是指刀具在切削过程中由于瞬间的应力超过其破裂强度而发生断裂。
刃口断裂主要与刀具的材料力学性能有关,包括硬度、韧性和耐疲劳性等。
此外,刀具的几何形状和刀具制造质量也会对刃口断裂产生影响。
为了避免刃口断裂,在加工硬脆材料时,需要选择适当的刀具材料和刀具形状,并合理控制切削条件。
刀具疲劳是指刀具在长时间切削加工过程中,由于反复的应力加载和释放,导致刀具材料的微观缺陷逐渐积累并扩展,最终引起刀具的断裂。
刀具疲劳主要与刀具材料的韧性和耐疲劳性有关。
高韧性和良好的耐疲劳性能可以延长刀具的使用寿命,而低韧性和差的耐疲劳性能则容易导致刀具的提前失效。
张冬-极端环境下的摩擦学问题及解决方法
极端环境下的摩擦学问题及解决方法0引言摩擦学是研究相对运动的作用表面间的摩擦、润滑和磨损,以及三者间相互关系的理论与应用的一门边缘学科。
世界上使用的能源大约有1/3〜1/2消耗于摩擦。
如果能够尽力减少无用的摩擦消耗,便可大量节省能源。
另外,机械产品的易损零件大部分是由于磨损超过限度而报废和更换的,如果能控制和减少磨损,则既减少设备维修次数和费用,又能节省制造零件及其所需材料的费用。
人类对摩擦现象早有认识,并能用来为自己服务,如史前人类已知钻木取火。
《诗经•邶风•泉水》已有“载脂载辇,还车言迈”的诗句,表明中国在春秋时期已较普遍地应用动物脂肪来润滑车轴。
应用矿物油作润滑剂的记载最早见于西晋张华所著《博物志》。
书中提到酒泉延寿和高奴有石油,并且用于“膏车及水碓甚佳”。
但长久以来摩擦学的研究进展缓慢。
直到15世纪,意大利的列奥纳多•达芬奇才开始把摩擦学引入理论研究的途径。
1785年,法国C.库仑继前人的研究,用机械啮合概念解释干摩擦,提出摩擦理论。
摩擦学研究的对象很广泛,其中极端环境下的摩擦学在近20年来发展迅速。
极端工况条件下的摩擦学问题包括宇宙探索中遇到的高真空、低温和离子辐射等,深海作业的高压、腐蚀、润滑剂稀释和防漏密封等。
1极端环境下的摩擦学概况随着航天、航空、信息等高技术和海洋开发、先进制造技术等工业的迅速发展,迫切需要解决极端条件如高承载、高速度、高真空、高低温、强辐射及各种外场作用下的摩擦学问题。
极端条件下的摩擦学与常规系统中摩擦、磨损和润滑相比,主要有如下特点:①高真空下(如10-11 Pa)缺少氧化膜的润滑作用,易发生冷焊;②高速(如40 000 r/min)、重载(如数GPa)、宽温度范围(如- 269℃〜2000℃ );③强辐射、空间低轨道(10-5〜10-7 Pa)下原子氧的侵蚀;④低摩擦和摩擦噪声(如摩擦系数0.01)、长寿命(数十年)、高可靠性;⑤高PV 值、强氧化(如液氧)和强还原(如液氢)介质;⑥模拟试验异常困难。
极端重载条件下高效切削刀具技术
Te h oo y o g l E iin o l n e h n io c n lg fHihy fce tT o d rt e Co dt n u i
o te fEx r mey He v o l a y L ad
Y AN Fu一 , HE n h a g, L U Xi n l Ge g— u n I a —i
极 端 重 载 条 件 下 高效 切 削 刀具 技 术
严 复钢 , 何耿煌 , 刘献礼
( 哈尔滨理工 大学 机械动力工程学院 , 黑龙江 哈尔滨 10 8 ) 5 00
摘
要: 冲击破 损 和粘 结破损 是 刀具在 极 端重 载切 削条件 下的 两种 1 6卷
第 6期
哈 尔 滨 理 工 大 学 学 报
’
Vo_ 6 No 6 l1 . D c Ol e .2 1
21 年 1 01 2月
J RNAL OF HARB N UN V STY OF S I NC OU I I ER I C E E AND TE HNOL Y C OG
由于刀具 承 受极端机 械 冲 击产 生的 断裂破 损现 象 ; 而粘 结破 损 是在 超 高温 和超 高压作 用下切 屑 新 鲜表 面与 刀具表 面发 生冷焊 而使 刀具表 面发 生损 坏 的现 象. 过分 析研 究极 端重载切 削过 程 , 通 获知
变频 率 热冲 击和机械 冲击是 引起 刀 具失效 的主要 因素 , 因此 , 本文 就如何 在极 端 重载切 削条件 下提
高刀具性 能 , 持 能 力及提 高其使 用寿命 , 刀具 材料 、 保 从 刀具 结构 以及 刀具 优 质表 面 改性 技 术 等方
面进 行 分析论 述 .
关键 词 : 极端 重栽切 削 ;冲击破 损 ; 结破 损 ;表 面涂层 ; 加 工材料 粘 难 中图分 类号 : G 0 T S1 文 献标 志码 : A 文章 编 号 :10 - 6 3 2 1 )6 0 1— 6 07 2 8 (0 1 0 - 0 1 0
金属切削过程及控制 机械制造技术基础第二章习题及答案
第二章练习题一.单项选择题1.切削铸铁工件时,刀具的磨损部位主要发生在: ( )a、前刀面b、后刀面c、前、后刀面2.影响刀头强度和切屑流出方向的刀具角度是: ( )a、主偏角b、前角c、副偏角d、刃倾角3.粗车碳钢工件时,刀具的磨损部位主要发生在: ( )a、前刀面b、后刀面c、前、后刀面4. 钻削时,切削热传出途径中所占比例最大的是: ( )a、刀具b、工件c、切屑d、空气介质5.车削时,切削热传出途径中所占比例最大的是: ( )a、刀具b、工件c、切屑d、空气介质6.对铸铁材料进行粗车,宜选用的刀具材料是: ( )a、YT15(P10)b、YT5(P30)c、YG3X(K01)d、YG8(K20)7.下列刀具材料中,强度和韧性最好的是: ( )a、高速钢b、YG类硬质合金c、YT类硬质合金d、立方氮化硼8.安装外车槽刀时,当刀尖低于工件的回转轴线,与其标注角度相比刀具工作角度将会:( )a、前角不变,后角变小b、前角变大,后角变小c、前角变小,后角变大d、前后角均不变9.ISO标准规定刀具的磨钝标准是控制: ( )a、沿工件径向刀具的磨损量b、后刀面上平均磨损带的宽度VBc、前刀面月牙洼的深度KTd、前刀面月牙洼的宽度10.一般当工件的强度、硬度、塑性越高时,刀具耐用度: ( )a、不变b、有时高,有时低c、越高d、越低11.下列刀具材料中,适宜制造形状复杂的机用刀具的材料是: ( )a、碳素工具钢b、人造金刚石c、高速钢d、硬质合金12.精车碳钢工件时,刀具的磨损部位主要发生在: ( )a、前刀面b、后刀面c、前、后刀面13.工件材料相对加工性的等级划分是: ( )a、分为10级,1级最易切削,10级最难切削b、分为8级,8级最易切削,1级最难切削c、分为8级,1级最易切削,8级最难切削d、分为10级,10级最易切削,1级最难切削14.生产中用来衡量工件材料切削加工性所采用的基准是: ( )a、切削退火状态下的45钢,切削速度为60m/min时的刀具耐用度b、切削正火状态下的45钢,刀具工作60min时的磨损量c、刀具耐用度为60min时,切削正火状态45钢所允许的切削速度d、切削q235钢时切削速度为60m/min时的刀具耐用度15.在工件上攻螺纹、铰孔或拉削时,一般: ( )a、不用切削液b、用水溶液c、用低浓度乳化液d、用极压切削油或极压乳化液16.为减小工件已加工表面的粗糙度在刀具方面常采取的措施是: ( )a、减小前角b、减小后角c、增大主偏角d、减小副偏角17.若工艺系统刚性较差时(如车削细长轴),应该采用: ( )a、75°直头车刀b、45°弯头刀c、90°偏刀d、圆弧头车刀18.切削铸铁工件时,一般 ( )a、不用切削液b、用切削液油c、用高浓度乳化液d、用低浓度乳化液二.多项选择题1.产生于切削变形区的切削热的主要来源是: ( )a、工件、刀具材料的导热性差b、切削层金属剪切滑移变形c、未充分浇注切削液d、切屑与刀具前刀面的摩擦e、刀具后刀面与工件的摩擦2.背向力Fp的特点是:( )a、钻削时该分力最大b、磨削时该分力最大c、车削时该分力最大d、在该力方向上不做功e、易使工件弯曲变形,产生形状误差3.在下述条件中,较易形成带状切屑的是: ( )a、切削塑性材料时b、切削脆性材料时c、较小的切削厚度d、刀具前角较小时e、较高的切削速度4.与工作角度相比,分析刀具标注角度的前提条件是: ( )a、不考虑进给运动的影响b、对于外圆车刀,刀尖装得与工件回转轴线等高c、必须在正交平面参考系下d、刀杆中心线与进给运动方向垂直e、标注角度与所选参考系无关5.对于车削来说,假定副偏角等于零时,切削层面积等于: ( )a、进给量×切削层宽度b、背吃刀量×切削层厚度c、切削层宽度×切削层厚度d、刀背吃刀量×切削层宽度e、背吃刀量×进给量6. 在车削加工中的切削层参数包括:( )a、切削层厚度b、切屑厚度c、切削层长度d、切削层宽度e、切削层面积7.切削热对切削过程的影响一般表现为: ( )a、提高工件塑性有利于切削b、加速刀具磨损c、防止加工硬化d、工艺系统发生热变形,影响加工精度e、影响已加工表面质量8.确定刀具法平面参考系的三个参考平面是:( )a、前刀面b、基面c、正交平面d、切削平面e、法平面9.主切削力Fc的作用是:( )a、计算主传动系统零件强度的主要依据b、验算机床进给机构强度的主要依据c、计算机床功率的主要依据d、选择刀具材料的主要依据e、粗加工时选择背吃刀量和进给量的主要依据10.在车削加工中,影响切削层宽度的因素有: ( )a、切削速度b、背吃刀量c、进给量d、刀具主偏角e、刀具副偏角11.在车削加工中,影响切削层厚度的因素有: ( )a、切削速度b、背吃刀量c、进给量d、刀具主偏角e、刀具副偏角12.增大刀具前角的主要影响是: ( )a、控制切屑流出方向b、使刀刃锋利,减小切削变形c、影响刀尖强度及散热情况d、影响各切削分力的分配比例e、减小刀屑间的摩擦,降低切削力13.确定车刀前角大小的主要依据是: ( )a、加工钢材的前角比加工铸铁时大b、工件材料硬度强度高时前角取大值c、粗加工或有冲击时的前角比精加工时小d、工艺系统刚性较差时前角取小值e、高速钢刀具的前角比硬质合金刀具大14.在下列情况下,一般不使用切削液的有: ( )a、刨削铸铁工件的平面b、在碳钢工件上铰孔c、硬质合金刀精车碳钢工件d、铣削45钢轴上的键槽e、镗削铸铁件内孔15.确定车刀后角大小的主要依据是: ( )a、精加工应取较大后角b、定尺寸刀具应取较小后角c、加工塑料材料应取较小后角d、工艺系统刚度差时应取较小后角e、工件材料硬时应取较大后角三.判断题1.背吃刀量或进给量增大,均使切削力增大,但背吃刀量的影响大,所以生产中选择切削用量时应优先选取尽量大的进给量。
刀具磨损与刀 具寿命
各种刀具的寿命值参考下列原则来制订,例如: 1)简单刀具的制造成本低,故它的寿命较复杂刀具
的寿命可规定低些; 2)可转位刀具的切削刃转位迅速、更换刀片简便、
故刀具寿命可规定低些; 3)精加工刀具的寿命应制订得较高些; 4)自动线刀具、数控刀具应制订较高刀具寿命。
在生产中是根据切削条件和技术要求首先确定一个 合理的刀具寿命T值,然后以它为依据选择切削速度, 并计算切削效率和核算生产成本。
通常选择刀具合理寿命有两种方法:最高生产率寿命 和最低生产成本寿命。
(1)最高生产率寿命 (2)最低生产成本寿命
它是根据切削一个零件所花 费的时间最少或在单位时间内加 工出的零件最多而定的刀具寿命。
1)磨料磨损(又称机械磨损)——在工件材料中含有氧化物、碳 化物和氮化物等硬质点,在铸、锻工件表面上存在着硬夹杂物和在切屑、 加工表面上粘附着硬的积屑瘤残片,这些硬质点在切削时似同“磨粒” 对刀具表面产生摩擦和刻划作用致使刀面磨损。低速切削时是最主要的 磨损原因。
2)粘结磨损(亦称冷焊磨损)——切削区存在着很大的压力和强 烈的摩擦,切削温度也较高,在切屑、工件与刀具前、后面之间的吸附 膜被挤破,形成新的表面紧密接触,因而发生粘结(冷焊)现象。使刀 具表面局部强度较低的微粒材料被切屑带走或使得切削刃和前面产生小 块剥落。它是一种物理—化学性质的磨损。
(1)刀具磨损的原因(续)
3)扩散磨损——是由于在高温作用下,使工件与刀具材料中 合金元素相互扩散置换造成的。其结果是改变了原来刀具材料中 的化学成分的比值,降低了刀具的切削性能,加快了刀具的磨损, 因而降低了刀具的粘结强度和耐磨性。扩散磨损是一种化学性质 的磨损。
湖南工业大学机械制造基础期末考试范围试题及答案
第一章练习题三.判断题1.背吃刀量或进给量增大,均使切削力增大,但背吃刀量的影响大,所以生产中选择切削用量时应优先选取尽量大的进给量。
(X )2.硬质合金受抗拉强度和韧性的限制,目前主要用于制造形状比较简单的切削刀具(√)3。
刀具前刀面磨损对工件加工表面粗糙度影响最大,而后刀面磨损对加工精度影响最大错4。
切削塑性材料时,若切削速度和切削厚度较大,最容易出现后刀面磨损(错)5.切削用量、刀具材料、刀具几何角度、工件材料和切削液等因素对刀具耐用度都有一定的影响,其中切削速度影响最大( 对)6.切削用量三要素对切削力的影响程度不同,背吃刀量(切削深度)影响最大,进给量次之,切削速度影响最小( 对)7。
在刀具角度中,对切削温度有较大影响是前角和主偏角( 对)8.精车加工塑性金属时为避免积屑瘤的产生,常采用高速或低速切削( 对)9.在保持生产率不变的条件下,适当降低切削速度,而加大切削层面积,可以提高刀具耐用度( 对)10.切削用量中对切削温度影响最大的是背吃刀量(切削深度),其次是进给量( 错)11。
在刀具角度中,对切削力影响最大是主偏角和后角(错)12。
在三个切削分力中,磨外圆时切削力Fc 最大,车外圆时背向力Fp最大(错)13.当用较低的切削速度,切削中等硬度的塑性材料时,常形成挤裂切屑(对)四.填空题1。
切削合力可分解为____主切削力___、__进给力_____和___背向力____三个分力.2.刀具使用寿命是指刀具从刃磨后开始切削至磨损量达到规定的___磨钝标准____为止的___切削时间____。
3.切削塑性材料时的切屑类型有__带状切屑_____、_挤裂切屑______和___单元切屑____。
4.刀具磨损的三个阶段是____初期磨损___、___正常磨损____和__急剧磨损_____,刀具重磨和换刀应安排在__正常磨损_____和__急剧磨损_____之间5。
刀具切削部分材料应具备的性能是____高硬度\高耐热性\高耐磨性\足够的强度和韧性\良好的工艺性能_6。
掘进机切割部失效形式及改进措施
目前 ,掘 进 机 的动作 形 式 除切 割 部为 电机驱动外 ,其余动作均为液压驱 动 ,切 割 电 机 通 过 减 速 器 驱 动 切 割 主 轴 ,带 动 切 割 头 旋 转 实 现 破 碎 煤 岩 的 目 的。在掘进工作过程 中,整个机体最先 受 到煤 岩 阻力 冲击 的就 是 切 割 部 ,该 部 分 内部 结 构 复杂 且 井 下 工 作 环 境 恶 劣 , 旦 出 现 问题 就 会 造 成 整 机 的停 机 ,影 响 用 户 的进 尺效 率 ,这 也 对 各 部 件 的可 1 一切 割 头 ;2 一伸缩 部 ;3 -减速机 ;4 一切 割 电机 ;5 一罩 板 靠 性提出了非常高的要求 ,所 以对其在 图 1 掘 进 过 程 中 可 能 出 现 的 问题 加 以分 析 并 制定 出相 应 的解 决方 案是 非 常必要 的。 骨架油封配合的输入轴套外 圆表面粗糙 大多发生在变截 面位置处 ,主轴的直径 度 和 同 轴 度 ,改 变加 工 工 艺 , 由原 来 车 变 化 导致 存 在 一 定 的应 力 集 中 ,在 工 作 1 切 割部 的结 构组 成 和工 作原 理 切 割 部 又 称 为 工 作 结 构 ,是 掘 进 机 成 改 为 磨 成 。 二 是将 原 选 用 的 国产 骨 架 过 程 中主 轴 的受 力 也 比较 复 杂 , 同时 受 到 轴 向力 、径 向力 、扭 矩 和 弯 矩 的 综 合 的 重 要 组 成 部 分 。 由切 割 头 、 伸缩 部 、 油 封更换 为 质量 可靠 地进 口骨 架油 封 。 2 . 2主轴 承损 坏 作用 ,主要是以周期性反复弯 曲载荷为 减 速 机 、 切 割 电 机 及 罩 板 等 相 关 件 组 ( 1 )原 因分析 。掘进 机在 进 行横 扫 主 ,造成主轴旋转 完全疲劳断裂 ,产生 成 。如 图 1 所示。 切 割 电 机 通 过 减 速 器 和 切 割 主 轴带 工作时 ,主轴承主要 承受 以径 向动载荷 的可能原因有主轴 材质存在缺陷 ,材料 动 切 割 头 旋 转 ,达 到 破 碎 煤 岩 的 目的 , 为主的径 、轴向载荷 ,而在做掏窝工作 综合性能差 ,如基 体组织为正火态 、氮 整 个 切 割 部 通 过 电 机 上 两 个 支 承耳 轴铰 时 ,主 轴 承 主 要 承受 以轴 向载 荷 为 主 的 化 层 过 薄 、疲 劳 强 度低 等 ,无 法 满 足 设 接 于 回转 台 上 ,借 助 安 装 于 切 割部 和 回 径 、轴 向载 荷 ,因 此 主轴 承需 要 承 受 来 计使用要求 ;井下操作 工人操作不 当也 转 台 之 间 的 两 个 升 降 油 缸 ,以 及 安装 于 自切割头的大部分轴向力 和切 割震动 , 会 导致 主轴 的断 裂 。 ( 2)改 进 措 施 。 保 证 原 材 料 的 质 回转 台 与 机 架 之 间 的 两 个 回 转 油 缸 ,实 同时还起到伸缩过程中的导向作用 ,如 现整个切割部的升、降和回转运动。 果前端浮动密封失效则会 导致 粉尘进入 量 ,提高设计标准 ,将 原有 的超声波探 伤等级提高 ;提高主轴的调质硬度 ,严 2常 见 故 障 原 因分 析 及 相 应 的解 决 到 轴 承 内部 ,加 速 轴 承 内 外 圈 的磨 损 ; 或 者 是 日常 维 护 不 到 位 ,没 能及 时更 换 格 检查 调质 后 的主 轴硬 度 ,保 证其 达 方案 2 . 1 切割减速器下观察孔渗油 或 加 注 润 滑 脂 的 减 少 量 ,导致 轴 承 在润 到 图纸 的设 计 要 求 ;提 高 表 面氮 化 层 深 (I )原 因 分 析 。 发 现 切 割 减 速 器 滑 不 足 的情 况 下 发 热 量 加 大 而 引起 轴 承 度 ,加 强 表 面 硬 度 ,改 善疲 劳强 度 , 降 下 方 观 察 孔 存 在 渗 油 现 象 ,首 先 应 根 据 的烧 结 ;或 者 是 在 装 配 过 程 中 筒 内残 留 低缺 口敏感性 的作用 ;严格要求操作工 渗 油 量 及 渗 油 速 度 来 判 断 是 装 配 过 程 中 了一 定 的杂 质 ,在 切 割 旋 转 过 程 中 收 到 人按照说 明书要求操作 ,延长机器 的使 残 留 油 脂 还 是 减 速 器 内部 齿 轮 润 滑 油从 机 器 的震 动 进 入 到 轴 承 内 部 , 由此 引发 用 寿命 。 结 语 骨 架 油 封 处 渗 出 ,如 果 只 是 少 量 残 留 油 了轴承 的 快速失 效 。 ( 2)改 进 措 施 。 改 进 切 割 头 与保 在 工 作 过 程 中 , 如 果 发 现 掘 进 机 液 ,可 先 将 其 擦 拭 干 净 ,待 机 器 运 转 一 护 筒 之 间 的密 封 形 式 , 由原来 的 盘 根 密 存 在 异 响 或 发 热 严 重 ,应 立 即停 机检 查 段 时 间 以 后 ,再 进 行 观 察 是 否 还 有 渗 油 现 象 ,若 无 渗 油 现 象 ,则 故 障 排 除 ;若 封 改 进 为多 道 V D 密封 ,保 证其 有 更 好 的 做 好 详 实 准 确 的记 录 ,仔 细 分 析 可 能原 仍 然 存 在 渗 油 现 象 ,且 渗 油 速 度 加 快 , 密封效果及使用时间 ,井下工作人 员应 因 ,若 明确其发生故障 ,应及时维护 或 渗 油 量 增 加 ,可 以 判 断 该 处 密 封 已 失 随 时注 意 该 密 封 的使 用 情 况 ,发 现 损 坏 更 换 损 坏 件 ,尽 快 恢 复 生 产 以保 证 将 损 效 。 拆 解 后 ,发 现 此 处 骨 架 油 封 唇 边 已 应 及 时 更 换 ;注 意 伸 缩 部 在 工 作 过 程 中 失 降 到 最 低 。 若 损 坏 部 分 需 要 返 厂 维 损坏 。 有 无 异 响或 发 热 , 出现 问 题 及 时停 机 检 修 ,则 尽 量 保 证 实 物 损 坏 的 真 实 性 ,由 ( 2 ) 改 进 措施 。严 格控 制输 入 轴 与 查 ;出厂 装 配 过 程 中要 将 切 割 部 各 件 内 厂家 专 业 人 员 分 析 解 决 ,并 提 出 一定 的 输 入 轴 套 的 加 工 质 量 ,保 证 加 工 尺 寸及 壁 杂 质 清 除 干 净 ,用 户 也 应 确 保 更 换 轴 改进 措 施 ,保 证 后 续 的生 产 过 程 的 连 续 Nhomakorabea工业技术
一种新型加工耐高温合金刀具
一种新型加工耐高温合金刀具发布时间:2021-05-19T11:42:04.963Z 来源:《基层建设》2020年第31期作者:范永[导读] 摘要:高温合金通常分为镍基高温合金、钴基高温合金和铁基高温合金等。
江苏茂厚汇机械设备有限公司江苏镇江 212200摘要:高温合金通常分为镍基高温合金、钴基高温合金和铁基高温合金等。
高温合金应用十分广泛,针对高温合金等难切削材料加工中切刃边界缺损这一重点问题,“抑制切刃边界部缺损,实现刀具长寿命”成为刀具加工的主要攻克的题目。
关键字:高温合金,切削,刀具近年来高温合金等难切削材料加工在多种领域中迅猛发展,我公司联合成都邦普启动了以难切削材料加工为主题的产品开发项目,其中高温合金在难加工材料中占有较大比例,航空和汽车零部件产业中的超耐热合金加工的车削刀片成为这次主要研发目标之一。
首先是刀具的材质,从硬质合金基体到涂层都做出了全新的开发、升级。
新PVD涂层“高Al-(Al,Ti)N单层涂层” ,Al含量大大超出以往(Al,Ti)N,表膜硬度提高、耐热性提高,超耐热合金加工中可发挥最大效果,前后刀面耐磨损性优异。
且摩擦系数低,可发挥优异的耐粘结性。
与以往产品相比,性能提高了25%以上。
优秀材质与最佳切刃形状组合,进一步提高了难切削材料用刀片的性能。
其次是对刀片形状结构方面,经研究,最有效地抑制切刃边界部缺损的要素是前角与刃尖珩磨的大小之间的平衡。
为了实现长寿命,必须持续抑制边界部缺损直至该工序加工全部结束。
另外,必须确保产品能在各种加工条件下均发挥稳定性能。
经过反复测试,推出以SN/LS/SF为主的多种适合超耐热合金各种工况的锋利性与刃口强度兼备的最佳刃形。
我公司研发的PP/BP21系列作为车削用ISO刀片系列,备有多种形状。
根据难削材料加工需求不断提高,完备了从精加工到粗加工,从连续切削到断续切削的各种材料与断屑槽的组合。
其优异的加工表现、可靠的产品稳定性,在航天航空,汽车零部件等产业中,收到了高度好价。
金属机床切削刀具破损产生的原因及对策
金属机床切削刀具破损产生的原因及对策刀具破损是指刀具的非正常磨损而造成的损坏。
如:打刀、崩刀、钻头折断等。
在金属切削过程中,当刀具还没有达到磨钝标准甚至在刀具尚未产生明显磨损时,因刀具破损常使切削工作不能正常进行。
特别是加工高硬度材料或对脆性较大的材料进行断续切削时,这种现象就更多。
据有关资料介绍,硬质合金刀具大约有50%~60%因破损使切削工作不能正常进行,至于陶瓷刀具,这个比例数就更高了。
刀具破损,不仅使刀具过早地丧失了切削能力,而且破损的刀具重新刃磨困难,有时甚至不能修复。
1 刀具破损的形式刀具破损按其在切削过程中发生的时期,可分为早期破损和后期破损。
所谓早期破损,是指在切削刚开始或开始不久,刀具的前、后刀面尚未发现明显的磨损(一般VB≤0.1 mm)时,发生的刀具破损,切削高硬度材料或对脆性较大的材料进行断续切削时,最常出现的就是早期破损。
而所谓后期破损,则是在切削加工进行了一定时间后,刀具因疲劳等原因产生的破损。
刀具早期破损比后期破损对正常切削的影响更大。
刀具破损按其破损性质分为塑性破损和脆性破损两大类,下面就介绍一下这两类破损的表现形式。
1.1 刀具的塑性破损在金属切削过程中,由于前、后刀面受到高温高压的作用,使其与切屑和加工表面的接触表层发生较严重的塑性变形,当这种塑性变形超出了正常磨损范围,而使刀具丧失了切削能力,这就是刀具的塑性破损。
最常见的塑性破损是卷刃、刀尖塌陷。
刀具塑性破损过程,可以用图1—1的示意图说明:在切削刚开始的瞬间,由于切削刃处的强度最弱,首先产生钝圆,随后,钝圆半径逐渐增大,致使后刀面接触层发生塑性流动,导致实际后角发生变化,并在某一区段上等于零,使后刀面上的接触面积增大,刀具材料从接触区向后刀面流动,细颗粒从流动的刀具材料上脱落,被已加工表面带走,刀具因此而失去切削能力。
刀具的塑性破损与工件材料、刀具材料及切削条件(如切削用量、切削温度等)有关。
由于刀具材料不同和工件材料的不同,刀具塑性破损则会在不同的切削用量下发生。
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最全面的刀具失效分析,机械加工必读!一、刀具破损1、切削刃微崩当工件材料组织、硬度、余量不均匀,前角偏大导致切削刃强度偏低,工艺系统刚性不足产生振动,或进行断续切削,刃磨质量欠佳时,切削刃容易发生微崩,即刃区出现微小的崩落、缺口或剥落。
出现这种情况后,刀具将失去一部分切削能力,但还能继续工作。
继续切削中,刃区损坏部分可能迅速扩大,导致更大的破损。
2、切削刃或刀尖崩碎这种破损方式常在比造成切削刃微崩更为恶劣的切削条件下产生,或者是微崩的进一步的发展。
崩碎的尺寸和范围都比微崩大,使刀具完全丧失切削能力,而不得不终止工作。
刀尖崩碎的情况常称为掉尖。
3、刀片或刀具折断当切削条件极为恶劣,切削用量过大,有冲击载荷,刀片或刀具材料中有微裂,由于焊接、刃磨在刀片中存在残余应力时,加上操作不慎等因素,可能造成刀片或刀具产生折断。
发生这种破损形式后,刀具不能继续使用,以致报废。
4、刀片表层剥落对于脆性很大的材料,如TiC含量很高的硬质合金、陶瓷、PCBN 等,由于表层组织中有缺陷或潜在裂纹,或由于焊接、刃磨而使表层存在着残余应力,在切削过程中不够稳定或刀具表面承受交变接触应力时极易产生表层剥落。
剥落可能发生在前刀面,刀可能发生在后刀面,剥落物呈片状,剥落面积较大。
涂层刀具剥落可能性较大。
刀片轻微剥落后,尚能继续工作,严重剥落后将丧失切削能力。
5、切削部位塑性变型具钢和高速钢由于强度小硬度低,在其切削部位可能发生塑性变型。
硬质合金在高温和三向压应力状态直工作时,也会产生表层塑性流动,甚至使切削刃或刀尖发生塑性变形面造成塌陷。
塌陷一般发生在切削用量较大和加工硬材料的情况下。
TiC基硬质合金的弹性模量小于WC基硬质合金,故前者抗塑性变形能力加快,或迅速失效。
PCD、PCBN基本不会发生塑性变形现象。
6、刀片的热裂当刀具承受交变的机械载荷和热负荷时,切削部分表面因反复热胀冷缩,不可避免的产生交变的热应力,从而使刀片发生疲劳而开裂。
切削刀具失效分析
切削刀具失效分析使用新购买的刀具或重磨的刀具一段时间后,就会发现已加工表面粗糙度增大,切屑的颜色、形状和初始切削时不同,切削温度升高,切削力增大,切削加工系统甚至出现振动或不正常的声响。
上述现象表明刀具已发生严重磨损,必须更换新刀或重新进行刃磨。
图1 刀具失效形式图2 刀具后刀面磨损图3 刀具后刀面磨损的典型曲线图4 机械磨损引起的剥落前刀面剥落后刀面剥落图5 热扩散引起的剥落图6 边界磨损图7 刀具失效分析刀具磨损是切削加工过程中不可避免的现象,但刀具磨损过快或发生非正常磨损(也称破损),必然会影响加工质量,增加刀具消耗,使生产效率降低,加工成本提高。
因此,通过研究刀具磨损,可制订合理的切削加工方案,提高生产效率和零件加工质量,并有利于降低加工成本。
为了能使刀具经久耐用,尽量减少磨损,需要了解各种切削因素对刀具磨损的影响。
影响刀具切削性能的主要因素有:刀具几何参数(后角、前角、主偏角、刀尖圆弧半径等)、刀具材料、切削用量、工件材料及其机械性能等。
这些因素中工件材料属于不可控因素,改变其它因素的属性可控制刀具的磨损形式及磨损率,如通过改变工件材料的热处理状态可改变工件材料的机械性能,从而影响刀具的磨损;选择合理的刀具材料和刀具几何参数也可改善刀具磨损;生产上一般还可通过合理选择切削用量来减少刀具磨损,提高刀具的使用寿命。
要知道如何合理选择上述可控因素,还需要分析刀具失效的形式及其产生机理。
刀具失效的形式(图1)可分为正常磨损和非正常磨损两大类:正常磨损是在切削过程中,刀具切削刃、前刀面、后刀面分别与加工表面、切屑和已加工表面接触,在接触区里受切削力和切削热的耦合作用,并发生强烈的摩擦产生的,切削刃、前刀面和后刀面都会产生磨损。
正常磨损时,刀具的磨损量随切削时间增长而均匀地增加。
刀具的先期破坏或使用过程中的剥落、突然崩刃、卷刃或刀片的整个破裂都称之为非正常磨损。
刀具正常磨损主要是由以下几种原因造成的:1.磨料磨损是切屑或工件表面存在硬质点(如碳化物颗粒以及积屑瘤碎片等)在刀具表面(前刀面和后刀面)上划出沟纹而造成的磨损。
金属切削原理与刀具题库及答案
金属切削原理与刀具试题1一、填空题每题2分,共20分1.刀具材料的种类很多,常用的金属材料有、、;非金属材料有、等;2.刀具的几何角度中,常用的角度有、、、、和六个;3.切削用量要素包括、、三个;4.由于工件材料和切削条件的不同,所以切削类型有、、和四种;5.刀具的磨损有正常磨损的非正常磨损两种;其中正常磨损有、和三种;6.工具钢刀具切削温度超过时,金相组织发生变化,硬度明显下降,失去切削能力而使刀具磨损称为;7.加工脆性材料时,刀具切削力集中在附近,宜取和;8.刀具切削部分材料的性能,必须具有、、和;9.防止积削瘤形成,切削速度可采用或;10.写出下列材料的常用牌号:碳素工具钢、、;合金工具钢、;高速工具钢、;二、判断题:在题末括号内作记号:“√”表示对,“×”表示错每题1分,共20分2.刀具寿命的长短、切削效率的高低与刀具材料切削性能的优劣有关;3.安装在刀架上的外圆车刀切削刃高于工件中心时,使切削时的前角增大,后角减小;4.刀具磨钝标准VB表中,高速钢刀具的VB值均大于硬质合金刀具的VB值,所以高速钢刀具是耐磨损的;5.刀具几何参数、刀具材料和刀具结构是研究金属切削刀具的三项基本内容;6.由于硬质合金的抗弯强度较低,冲击韧度差,所取前角应小于高速钢刀具的合理前角;7.切屑形成过程是金属切削层在刀具作用力的挤压下,沿着与待加工面近似成45°夹角滑移的过程;8.积屑瘤的产生在精加工时要设法避免,但对粗加工有一定的好处;9.切屑在形成过程中往往塑性和韧性提高,脆性降低,使断屑形成了内在的有利条件;10.一般在切削脆性金属材料和切削厚度较小的塑性金属材料时,所发生的磨损往往在刀具的主后刀面上;11.刀具主切削刃上磨出分屑槽目的是改善切削条件,提高刀具寿命,可以增加切削用量,提高生产效率;12.13.刀具的磨钝出现在切削过程中,是刀具在高温高压下与工件及切屑产生强烈摩擦,失去正常切削能力的现象;14.所谓前刀面磨损就是形成月牙洼的磨损,一般在切削速度较高,切削厚度较大情况下,加工塑性金属材料时引起的;15.刀具材料的硬度越高,强度和韧性越低;16.粗加工磨钝标准是按正常磨损阶段终了时的磨损值来制订的;17.切削铸铁等脆性材料时,切削层首先产生塑性变形,然后产生崩裂的不规则粒状切屑,称为崩碎切屑;18.立方氮化硼是一种超硬材料,其硬度略低于人造金刚石,但不能以正常的切削速度切削淬火等硬度较高的材料;19.加工硬化能提高已加工表面的硬度、强度和耐磨性,在某些零件中可改善使用性能;20.当粗加工、强力切削或承冲击载荷时,要使刀具寿命延长,必须减少刀具摩擦,所以后角应取大些;三、选择题将正确答案填在空格内每题2分,共30分1.在中等背吃刀量时,容易形成“C”形切屑的车刀卷屑槽宜采用;外斜式平行式内斜式2.刀具产生积屑瘤的切削速度大致是在范围内; 低速中速高速3.切削过程中,车刀主偏角κr增大,切削力F P;增大不变减小4.高速钢刀具切削温度超过C时工具材料发生金相变化,使刀具迅速磨损,这种现象称为磨损;300~350 550~600 700~800 扩散相变氧化5.当切屑变形最大时,切屑与刀具的摩擦也最大,对刀具来说,传热不容易的区域是在,其切削温度也最高;刀尖附近前刀面后刀面6.在切削金属材料时,属于正常磨损中最常见的情况是磨损;前刀面后刀面前后刀面同时7.背吃刀量a p增大一倍时,切削力F C也增大一倍;但当进给量f增大一倍时,切削力F C约增大倍;8.切削用量对刀具寿命的影响,主要是通过切削温度的高低来影响的,所以影响刀具寿命最大的是其次是;背吃刀量进给量切削速度9.成形车刀磨损后要刃磨,铲齿铣刀磨损后要刃磨,才能保持其原来要求的廓形精度;前刀面后刀面前、后刀面10.一般在中、低速切削塑性金属材料时,刀具在切屑与工件接触压力和切削温度的作用下会发生磨损;磨粒粘结扩散11.车削时切削热主要是通过和进行传导的; 切屑工件刀具周围介质12.刀具磨钝标准通常都按后刀面的磨损值制订值的;月牙洼深度 KT后刀面 VB 月牙洼深度KB13.刀具磨损过程的三个阶段中,作为切削加工应用的是阶段;初期磨损正常磨损急剧磨损14.车削细长轴类零件时,为了减小径向力Fp的作用,主偏角κr,采用角度为宜;小于30°30°~45°大于60°15.切削塑性较大的金属材料时形成切屑,切削脆性材料时形成切屑; 带状挤裂粒状崩碎四、简答题:每题6分,共30分1、简述楔角:2、简述刀具寿命:3、简述切削用量要素:4、简述刀尖角:5、后角的功用是什么怎样合理选择金属切削原理与刀具试题2一、单项选择题每小题1分,共15分1.切削刃形状复杂的刀具有材料制造较合适;A、硬质合金B、人造金刚石C、陶瓷D、高速钢2. 切削用量c v 、f 、a p对切削温度的影响程度是 A 、a p 最大、f 次之、c v 最小 B 、f 最大、c v 次之、a p 最小 C 、c v 最大、f 次之、a p 最小 D 、c v 最大、a p 次之、f 最小3. 碳钢精车时宜用牌号为 的硬质合金作为刀具材料;A 、YT5B 、YT30C 、YG3D 、YG84. 前刀面上刀——屑间的磨擦是A 、外磨擦B 、内磨擦C 、内磨擦与外磨擦兼有之D 、不一定5. 一般情况,刀具的后角主要根据 来选择;A 、切削宽度B 、切削厚度C 、工件材料D 、切削速度6. 切削用量选择的一般顺序是A 、a p -f-c vB 、a p -c v -fC 、c v -f-a pD 、f-a p-c v 7. 车削时为降低表面精糙度,可采用 的方法进行改善;A 、增大主偏角B 、增大进给量C 、增大副偏角D 、增大刀尖圆弧半径8. 可转位车刀 式的刀片夹固结构所占空间位置最小,故较适合于内孔镗刀;A 、偏心B 、杠杆C 、楔销D 、压板上压9. 当γf ≠0,αf ≠0,刀具的廓形深度 工件的廓形深度;A 、大于B 、小于C 、等于D 、不一定10. 枪钻属于 ;A 、外排屑深孔钻B 、内排屑深孔钻C 、喷吸钻D 、BTA 钻11. 标准齿轮滚刀采用阿基米德滚刀原因是A 、理论要求这种滚刀B 、便于制造和测量其齿形C 、可以减少加工齿面的粗糙度D 、修正齿形误差12. 磨削硬质合金材料时,宜选用 磨料的砂轮;A、棕刚玉B、白刚玉C、黑碳化硅D、绿碳化硅13.齿轮铣刀所加工的齿轮精度较低原因是A、机床精度低B、加工时分度精度低C、铣刀采用刀号制D、制造公差大14.粗车时,切削速度的增大,主要受限制;A、表面粗糙度B、尺寸精度C、刀具角度D、刀具耐用度二、多项选择题每小题1分,共7分1.确定外圆车刀主切削刃空间位置的角度为 ;A、γoB、αoC、K rD、λsE、K r2.λs=0的内孔车刀车削内孔,当刀尖安装高于工件中心时,其工作角度与标注角度相比,发生变化为A、γoe增大B、γoe减小C、αoe增大D、αoe减小E、相等3.加工塑性材料时, 将使变形减小;A、高速切削B、工件材料强度提高C、刀具前角减小D、采用切削液E、切削厚度增大4.拉刀齿距变化, 将受变化;A、齿升量B、容屑系数C、拉刀长度D、同时工作齿数E、拉削刀5.用钝以后重磨后刀面;A、可转位车刀B、麻花钻C、尖齿成形铣刀D、拉刀E、蜗轮滚刀6.γf>0的铲齿成形铣刀具有特点;A、可用铲齿方法加工后刀面B、铣刀刀齿廓形与工件廓形不一致C、重磨次数增加,被加工的`工件廓形精度降低D、适合加工脆性材料E、标准刀具7.在拉刀设计过程中应校验A、拉床拉削力B、拉刀强度C、容屑条件D、拉刀总长度E、拉刀同时工作齿数三、填空题每空1分,共35分1.楔角与的夹角2. YT 类硬质合金的主要化学成分是Co 、 和 ,其中 含量越多,硬质合金硬度越高,耐热性越好,但脆性越大;3. 切屑形成过程实质上是工件材料的 过程;为了便于测量,切削过程中的变形程度近似可用 指标来度量;4. 在金属切削过程中,在 速度加 材料时易产生积屑瘤,它将对切削过程带来一定的影响,故在 加工时应尽量避免;5. 外圆车削时,在刀具6个标注角度中,对切削温度影响较大的角度是 和K r ;6. 在工艺系统刚性好的情况下,刀具有磨钝标准应规定得较 ;精加工时应规定较 的磨钝标准;7. 常用的切削液有水溶液、 和 三大类;采用硬质合金刀具时,由于 ,故一般不使用切削液;8. 使用可转位车刀生产率较高,原因是由于它减少了 及 所需的辅助时间,故特别适合于自动化生产;9. 麻花钻切削性能最差的部位是在 处;钻头最易磨损部位是在 处;钻削加工时轴向力主要是由刃产生;10. 主剖面正交平面标注角度参考系中三个坐标平面是指 、 和 ,它们之间关系为 ;11. 在拉刀上开 槽,可起减小切削宽度,便于切屑清理的作用,一般在拉削 材料时可以不开该槽;12. 一般在精加工时,对加工表面质量要求高时,刀尖圆弧半径宜取较 ;13. 磨平面和磨内孔时,应比磨外圆时选用粒度较 ,硬度较 ,组织较 的砂轮;14. 在加工细长轴类零件时,刀具的刃倾角λs 常取为 值,这是因为λs 使 ;四、解释每小题2分,共10分1.残余应力2.斜角切削及作用3.切削加工性4. 简述刀具寿命:5. 简述切削用量要素五、简答题简明扼要回答,每小题5分,共15分1、普通麻花钻的主要缺点是什么如何改进2、切削用量中,切削深度背吃刀量a p 和进给量f 对切削力c F 影响有何不同试分别详述其影响规律;后角的功用是什么怎样合理选择六、作图题6分试标出圆柱形螺旋齿铣刀的γo 、a o 、λs 和γn 、a n 不按对应关系标注不给分金属切削原理与刀具试题3一、填空题每空2分,共20分1.扩孔钻既可用作孔的最后加工,也可用作 前的预加工;2.不同于普通的孔加工,深孔加工的主要问题有三,即:断屑和排屑、冷却和润滑以及 ;3.铣削加工时, 是主运动;4.铣削时,切削厚度a c 是指 ;5.尖齿成形铣刀用钝后重磨 ;6.拉刀的前导部起 作用,并可检查拉前孔是否太小;7.直齿插齿刀沿其轴线方向往复运动时,切削刃的运动轨迹就象一个直齿渐开线 齿轮的齿面,这个假想的齿轮为 ;8.齿轮滚刀加工齿轮时,滚刀的齿形误差是沿 方向传递到工件上去的;9.蜗轮滚刀切削刃切削蜗轮时,模拟着 与蜗轮的啮合过程;10.蜗轮滚刀采用切向进给方式切削蜗轮,要求机床有专用附件 ;二、单选题在本题的每一小题的备选答案中,只有一个答案是正确的,请把你认为正确答案的题号,填入题干的括号内;多选不给分;每题2分,共20分l.当加工细长的和刚性不足的轴类工件外圆,或同时加工外圆和凸肩端面时,可以采用主偏角K r的偏刀;①=90°②<90°③>90°④=45°2.硬质合金车刀能消除刃磨或重磨时内应力可能引起的裂纹;①焊接式②机夹重磨式③机夹式可转位3.设计一把加工阶梯轴零件的可转位车刀时,应选择边形的刀片;①三②四③五4.加工一些大直径的孔, 几乎是唯一的刀具;①麻花钻②深孔钻③饺刀④镗刀5.当工件表面有硬皮时,不宜采用方式;①顺铣②逆铣6.丝锥是用于加工各种螺纹的标准刀具;①内②外③内、外7.螺纹铣刀是用铣削方式加工螺纹的刀具;①内②外③内、外8.对于螺旋导程角λ;>5°的右螺旋滚刀,其容屑槽应做成①左螺旋②右螺旋③直槽9.渐开线蜗杆的轴向齿形是①直线②曲线1O.蜗轮滚刀切向进给切削蜗轮的过程中,滚刀与蜗轮的中心距①逐渐变大②逐渐变小③保持不变三、简答题每题7分,共28分l.接其用途不同,常用的车刀有哪几种类型简单介绍这几类率刀的主要用途;2.简述标准麻花钻结构上特别是切削部分的主要缺点;3.当设计的铲齿成形铣刀切削刃上某处的法向后角αnx<2°时,有哪些方法可加以改善4.柔性自动化加工系统中,刀具管理的任务包括哪几个方面四、问答题12分下图所示的工件材料为40Cr,拉前孔径为,拉后孔径为;①拉刀拉削工件时会出观什么现象为什么②拉刀标准齿的直径应是多少假设δ=0.01mm五、综合题20分径向圆体成形车刀γf=15°,αf=20°磨损后应重磨何处重磨应注意什么请结合示图回答;l.重磨前刀面;5分2.保证磨刀圆半径h c= R1sinγf十αf,将A r磨在这个圆的切平面内;5分3.绘图表示;10分金属切削原理与刀具试题4一、填空每小题2分,共20分1、刀具材料的主要性能有 ,普通高速钢的常用牌号有 ;2、加工钢件时应选用什么牌号的硬质合金 ,加工铸铁件时,应选用什么牌号的硬质合金 ;3、切削用量包含哪三个要素;切屑有几种基本态 ;4、常用切削液有哪些类型 ,常用切削液的添加剂有哪些 ;5、标准麻花钻一般有几部分构成 ,其切削部分有几个刀面和刀刃构成 ;二、判断正误 每题3分,共15分1、刀具材料的硬度越高,强度和韧性越低;2、钨钴类硬质合金YG 因其韧性、磨削性能和导热性好,主要用于加工脆性材料,有色金属及非金属;3、刀具寿命的长短、切削效率的高低与刀具材料切削性能的优劣有关;4、立方氮化硼是一种超硬材料,其硬度略低于人造金刚石,但不能正常的切削速度切削淬火等硬度较高的材料;5、安装在刀架上的外圆车刀切削刃高于工件中心时,使切削时的前角增大,后角减小;三、回答问题每小题5分,共20分1、主运动与进给运动的区别在哪里一般进给运动是否都是一个2、试从铰刀结构方面分析使用铰刀能加工出精度较高和表面粗糙度较小的原因3、粗、精切齿和校准齿的刃带,三者为什么不同4、砂轮硬度与磨料硬度有何不同砂轮硬度对磨削加工有何影响5、切削速度对切削温度有何影响为什么四、计算题20分用硬质合金车刀车削热轧45号钢b σ=,车到几何角度为o γ=150、r κ=75、s λ=00,选用切下用量p a =2mm 、f=r 、c v =100mm/min;求:切削力、切削效率p c ;五、作图并计算25分画端面车刀的正交平面参考系几何角度r k =45°、r k '=15°、γo=10°、λs =6°、αo ˊ=αo =6°并计算出γp 、αp 、γf 、αf 将其标注在图上;金属切削原理与刀具试题5一、填空题每空3分,共18分1、切削用量和切削层参数包含哪三个要素 ;2、粗、精加工钢件和铸铁件时,应选用什么牌号的硬质合金 ;3、刃倾角的作用有哪些 , 砂轮磨损有那几种形式 ;4、常用切削液有哪些类型 ,常用切削液的添加剂有哪些 ;二、判断题每空3分,共15分1、提高表面质量的主要措施是增大刀具的前角与后角;2、铣削用量包含铣削深度、铣削速度、进给量;3、切削深度、进给量、切削速度对切削力影响规律是f>c v >p a ;4、衡量材料切削加工性的常用指标有刀具耐用度、切削力、切削温度、相对加工性;5、切削加工中使用切削液目的是降低切削温度、润滑、冲洗切屑;三、回答问题每小题5分,共20分1、主运动与进给运动的区别在哪里一般进给运动是否都是一个2、刀具材料应具备哪些性能其硬度、耐磨性、强度之间有什么联系3、主运动的切削速度与合成运动的速度有和区别4、试述切削深度、进给量、切削速度对切削温度有何影响规律5、在精加工时为提高表面质量主偏角和进给量应如何选择四、计算题22分用YT15硬质合金刀具,,纵车b σ=的热轧钢外圆,切削速度v c =100m/min,背吃刀量p α=4mm,进给量f=r;刀具几何参数o γ=100,k r =750,s λ=-100,εr =2mm;求切削分力C F 、P F 、fF ; 五、作图题;25分已知:r κ=650、r κ'=150、o γ=150、o α=o α'=80、s λ=100;刀杆的尺寸为25x25x120mm,刀尖距刀杆的左侧面的距离为15mm,刀尖在刀杆的顶面内;试画出车刀切削部分的几何形状;金属切削原理与刀具试题6 一、填空每空3分,共18分1、切削用量和切削层参数包含哪三个要素 ;2、粗、精加工钢件和铸铁件时,应选用什么牌号的硬质合金 ;3、砂轮磨损有那几种形式 ,刃倾角的作用有 ;4、刀具正常磨损的形式有 ;5、切屑形态有 ;二、判断题每空3分,共15分1、刀具材料的硬度越高,强度和韧性越低;2、钨钴类硬质合金YG 因其韧性、磨削性能和导热性好,主要用于加工脆性材料,有色金属及非金属;3、刀具寿命的长短、切削效率的高低与刀具材料切削性能的优劣有关;4、立方氮化硼是一种超硬材料,其硬度略低于人造金刚石,但不能以正常的切削速度切削淬火等硬度较高的材料;5、安装在刀架上的外圆车刀切削刃高于工件中心时,使切削时的前角增大,后角减小;三、回答问题每小题5分,共20分1、高性能高速钢有几种它们的特点是什么2、什么叫基面和切削平面基面和切削平面有何关系3、什么是刀具磨损标准刀具耐用度是如何定义的4、刃倾角在哪个平面内度量5、刀具材料应具备的性能四、计算题共22分用YT14硬质合金刀具,,纵车b σ=的热轧钢外圆,切削速度v c =100m/min,背吃刀量p α=2mm,进给量f=r;刀具几何参数o γ=150,k r =750,s λ=-100,ξγ=2mm;求切削分力C F 、P F 、fF ; 五、作图题;25分已知:r κ=750、r κ'=150、o γ=200、o α=o α'=60、s λ=100;刀杆的尺寸为25x25x110mm,刀尖距刀杆的左侧面的距离为12mm,刀尖在刀杆的顶面内;试画出车刀切削部分的几何形状;金属切削原理与刀具试题7 一、填空每小题2分,共20分1、切削用量和切削层参数包含哪三个要素 、 ;2、粗、精加工钢件和铸铁件时,应选用什么牌号的硬质合 ;3、刀具切削部分材料的性能,必须具有 、 、 和 ;4、砂轮磨损有那几种形式 ,刃倾角的作用有哪些 ;二、判断题:每小题2分,共20分1、当粗加工、强力切削或承冲击载荷时,要使刀具寿命延长,必须减少刀具摩擦,所以后角应取大些;2、切屑形成过程是金属切削层在刀具作用力的挤压下,沿着与待加工面近似成45°夹角滑移的过程;3、切削铸铁等脆性材料时,切削层首先产生塑性变形,然后产生崩裂的不规则粒状切屑,称为崩碎切屑;4、积屑瘤的产生在精加工时要设法避免,但对粗加工有一定的好处;5、切屑在形成过程中往往塑性和韧性提高,脆性降低,使断屑形成了内在的有利条件;三、回答问题每小题5分,共20分1、刀具标注角度坐标系和工作角度坐标系有何不同2、对刀具切削部分的材料有何要求目前常用的刀具材料有哪几类3、超硬刀具材料有哪些各有何特点各适用在何种场合下4、试述切削过程三个变形区的变形特点四、计算题20分镗削热轧45号钢套内孔;用硬质合金车刀YT15,刀具角度γO =150,r κ=450镗杆的材料为45号钢b σ=,直径为φ=20㎜,镗削时切削用量为a P =3㎜、f=㎜/r 、V C =90m/min;求:背向力F P ;五、作图题20分已知:r κ=650、r κ'=150、o γ=15、o α=o α'=80、s λ=100;刀杆的尺寸为25x25x120mm,刀尖距刀杆的左侧面的距离为15mm,刀尖在刀杆的顶面内;试画出车刀切削部分的几何形状;金属切削原理与刀具试题8 一、填空每小题2分,共20分1、涂层硬质合金优点是 ,陶瓷刀具材料特点是 ;2、切削用量和切削层参数包含哪三个要素 ;3、粗、精加工钢件和铸铁件时,应选用什么牌号的硬质合金 ;4、砂轮磨损有那几种形式 ,刃倾角的作用有哪些 ;二、选择题每小题2分,共20分1、按一般情况下,制做金属切削刀具时,硬质合金刀具的前角 高速钢刀具的前角;A,大于 B,等于 C,小于 D,平行于2、刀具的选择主要取决于工件的结构、材料、加工方法和;A,设备 B,加工余量 C,加工精度 D,被加工工件表面的粗糙度3、在切削平面内测量的车刀角度有 ;A,前角 B,后角 C,锲角 D,刃倾角4、粗加工时 切削液更合适,精加工时 切削液更合适;A,水 B,低浓度乳化液 C,高浓度乳化液 D,矿物油5、切断刀主切削刃太宽,切削时容易产生 ;A,弯曲 B,扭转 C,刀痕 D,振动6、在加工内圆弧面时,刀具半径的选择应该是圆弧半径;A,大于 B,小于 C,等于 D,大于或等于7、双刃镗刀的好处是 得到平衡;A,轴向力 B,径向力 C,扭矩 D,振动力8、钻头安装不正会将孔 ;A,钻大 B,钻偏 C,钻扁 D,钻小9、无论什么刀具,它们的切削部分总是近似地以的切削部分为基本状态;A,外圆车刀 B,镗刀 C,铣刀 D,铰刀10、弹簧夹头刀柄依靠 直接或通过弹簧过度套夹持直柄铣刀、钻头、铰刀;A,紧箍力 B,摩擦力 C,顶紧力 D,扭矩三、回答问题每小题5分,共20分1、衡量切削变形用什么方法2、积屑瘤是如何形成的它对切削过程有何影响若要避免产生积屑瘤要采取哪些措施3、影响切削温度的主要因素有哪些如何影响4、切削液有何作用有哪些种类四、计算题20分镗削热轧45号钢套内孔;用硬质合金车刀YT15,刀具角度γO =150,r κ=450镗杆的材料为45号钢b σ=,直径为φ=20㎜,刀杆在机床上的安装伸出长度L=60㎜;镗削时切削用量为a P =2㎜、f=㎜/r 、V C =80m/min;求:背向力F P五、作图题20分已知:r κ=450、r κ'=150、o γ=15、o α=o α'=80、s λ=-100;刀杆的尺寸为25x25x120mm,刀尖距刀杆的左侧面的距离为15mm,刀尖在刀杆的顶面内;试画出车刀切削部分的几何形状;金属切削原理与刀具试题9 一、填空: 每空1分,共22分1、刀夹角r ε=0180— 、刀尖角r ε在 内度量、楔角o β在 内度量;2、外圆车刀切削部分由 面、 刃和 尖组成;3、高速钢与硬质合金相比,强度高韧性好的是 材料,硬度高、脆性大的是 材料;4、在切削用量三要素中,对刀具耐用度影响最大的是 、对切削力影响最大的是 ;5、在切削过程中速度最高、消耗功率最多的运动是 、车外圆时切削速度 ;6、在金属切削过程中,一般衡量切削变形的方法有 ;7、在硬质合金中,YG 类一般用于加工 、YT 类硬质合金一般用于加工 ,而YW 类硬质合金它的加工范围为 ;8、在切削过程中,当系统刚性不足时为避免引起振动,刀具的前角与主偏角应如何选择 ;二、判断正误:每空一分,共计5分,对的划∨、错的划×1、高速钢刀具急剧磨损的主要原因是相变磨损 ;2、刀具耐用度是指一把新刀从开始切削到达到报废为止说经历的总的切削时间 ;3、积屑瘤是来自于工件与刀具两方面材料在前刀面上的堆积 ;4、在车削外圆时三个切削分力中一般最大的可能是p F 或者是f F ;5、在切削用量三要素中,对切削温度影响最大的是切削深度p a ,其次才是切削速度c v ;三、单选题 每小题2分,共计6分1、 在主剖面内度量的角度是 ;A 、主偏角r κ B 、刃倾角s λ C 、前角o γ D 、副后角o/α 2、在加工塑性材料时,常产生的切屑是 ;A 、带状切屑B 、崩碎切屑3、切削力主要来源于A 、第一变形区B 、第二、三变形区的挤压与摩擦力C 、前刀面与切屑的摩擦力D 、三个变形区的变形抗力与摩擦力四、回答问题每一小题5分,积计10分砂轮的硬度与砂轮磨料的硬度有何区别在粗磨时若工件材料的硬度比较高,砂轮的硬度应如何选择五、标注刀具几何角度每小题5分,共计10分六、计算题15分用硬质合金车刀车削中碳钢,车刀几何角度为o γ=o 10、r κ=o 75、s λ=o 0,选用切削用量p a =2mm 、f=、c v =105m/min;已知:fc C =2795、fc y =、fc n =-、修正系数fc K =,求主切削力c F 和切削功率c P七、图示刀具几何角度20分已知外圆车刀的几何角度r κ=o 75、/r κ=o 5、o γ=o 15、o α=o /α=o 10、s λ=o 15;刀尖在刀杆顶面内,且刀尖距刀杆左侧面15mm,刀杆截面为25×25;试画出刀具切削部分的几何形状;金属切削原理与刀具试题10一、填空每小题2分,共20分1、切削用量包含哪三个要素 ,切削层参数包含哪三个要素 ;2、粗、精加工钢件时,应选用硬质合金的牌号为 ,粗、精加工铸铁件时,应选用硬质合金的牌号为 ;3、主运动的切削速度 ,合成运动的速度 ;4、涂层硬质合金优点是 ,陶瓷刀具材料特点是 ;5、第一变形区主要变形形式为 ,影响表面粗糙度的主要因素为 ;二、判断题每空3分,共15分1、一般在切削脆性金属材料和切削厚度较小的塑性金属材料时,所发生的磨损往往在刀具的主后刀面上;2、刀具主切削刃上磨出分屑槽目的是改善切削条件,提高刀具寿命,可以增加切削用量,提高生产效率;3、进给力Ff 是纵向进给方向的力,又称轴向力;4、刀具的磨钝出现在切削过程中,是刀具在高温高压下与工件及切屑产生强烈摩擦,失去正常切削能力的现象;5、所谓前刀面磨损就是形成月牙洼的磨损,一般在切削速度较高,切削厚度较大情况下,加工塑性金属材料时引起的;三、回答问题每小题5分,共20分1、刀具材料应具备哪些性能其硬度、耐磨性、强度之间有什么联系2、什么叫基面和切削平面基面和切削平面有何关系3、试述形成积屑瘤后有何利弊如何控制4、粗切齿、精和校准齿的刃带,三者为什么不同。
数控工艺员试题(数控车)
数控工艺员数控车理论考试试题机械基础类试题1、下列叙述中,除(B )外,均可用数控车床进行加工。
A、轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件B、箱体零件的外轮廓C、精度要求高的回转体零件D、特殊的螺旋类零件2、滚珠丝杠副消除轴向间隙的目的主要是(A )。
A、提高反向传动精度B、提高使用寿命C、减小摩擦力矩D、增大驱动力矩3、数控车床通常是由(C )等几大部分组成的。
A、电机、床头箱、溜板箱、尾架、床身B、机床主机、床头箱、溜板箱、尾架、床身C、机床主机、控制系统、驱动系统、辅助装置D、机床主机、控制系统、尾架、床身、主轴箱4、数控机床的机床坐标系是由机床的建立的,。
(A )A、设计者,机床的使用者不能进行修改B、使用者,机床的设计者不能进行修改C、设计者,机床的使用者可以进行修改D、使用者,机床的设计者可以进行修改5、闭环进给伺服系统与半闭环进给伺服系统主要区别在于(D )。
A、位置控制器B、控制对象C、伺服单元D、检测单元6、脉冲当量是数控机床运动轴移动的最小位移单位,脉冲当量的取值越大,(B )。
A、运动越平稳B、零件的加工精度越低C、零件的加工精度越高D、控制方法越简单7、主轴转速n(r/min)与切削速度v(m/min)的关系表达式为(C )。
A、n = πvD/1000B、n = 1000/vDC、v = πnD/1000D、v= 1000/n D8、机床的切削精度检验,实质上是对机床(C )在切削加工条件下的一项综合检查。
A、综合精度B、主轴精度C、几何精度和定位精度D、刀具精度9、数控车床能进行螺纹加工,其主轴上一定安装了(B )。
A、测速发电机B、脉冲编码器C、温度控制器D、光电管10、(B )是数控机床运动轴移动的最小位移单位,其值取得越小,零件的加工精度越高。
A、伺服电压B、脉冲当量C、编码器的分辨率D、数控轴的数量11、零件的机械加工精度主要包括(D )。
A、机床精度、几何形状精度、相对位置精度B、尺寸精度、几何形状精度、装夹精度C、尺寸精度、定位精度、相对位置精度D、尺寸精度、几何形状精度、相对位置精度12、关于数控机床日常维护的概念,(B )观点是不正确的。
极端重载条件下的高效切削刀具技术应用方法
技术应用技术与市场2020年第28卷第2期极端重载条件下的高效切削刀具技术应用方法延杨伟(宁夏共享精密加工有限公司,宁夏银川750020)摘要:极端重载切削作业中会因为不良因素而导致切削失效,实践中经常表现出两种失效形式,一是冲击破损失效状态,二是粘结破损失效状态。
经深入分析,发现冲击破损的引发因素是因为刀具在工作中受到了极端机械的冲击力而发生断裂破损现象,进而导致切削失效;粘结破损的引发因素是切屑刀具表面与切屑新鲜表面受到超高压的作用下发生冷焊现象,造成刀面产生损坏进而发生失效的问题。
关键词:极端重载切削;刀片材料;刀具技术doi42.3969/j.issn.1906-3554.0021.02.0650引言从极端重载切削实际作业特点入手,分析岀切削刀片的优选材料,通过合理化设计切削刀片的结构,进而阐述岀刀片表面改性技术的具体应用方法。
1极端重载切削特点在极端重载条件下,切削作业会受到机械冲击载荷与热载荷的作用而发生疲劳折断、撕裂,具体为:极端重载条件下应用的切削用量较大,并且在筒节毛坯的表面还存在较大的锻造缺陷,在相同的时间间隔内,刀片所受到的切削作用力具有不断变化的过程,导致机械冲击力也处于动态式的不断变化中,导致刀片极易引发疲劳折断的问题。
较多学者针对刀片刀削作业中产生破损的因素展开了研究,研究结果显示岀刀片发生破损的关键点在于刀片和工件产生断开的一刹那具有较大的危害,还有学者运用实验证明岀刀片进刀时未存在应力堆积的现象,而在刀片退刀时产生了较大的应力堆积引发裂纹;筒节的材料特点具有高温韧性与黏性,在刀片切削过程中会与筒节材料产生较大的摩擦力,而在摩擦时会产生较大的冲击载荷力,并且具有切削热不均匀的问题,导致刀片材料产生疲劳软化的现象,进而产生撕裂。
2极端重载条件下优选切削刀片材料机械加工作业中,影响生产效率的因素包括机床系统因素、工件部分、刀片工具。
其中,刀片工具对生产效率的影响较大。
在实际机械生产中,需要对刀片材料进行选择,而选择过程只能依靠具有经验丰富的技术工人或者相关专家。
泥水盾构刀具失效分析及应对措施
泥水盾构刀具失效分析及应对措施董伯让【摘要】盾构施工过程中刀具失效较为常见,本文以穿黄隧道泥水盾构施工为研究案例,对泥水盾构在卵砾石地层掘进过程中,各类刀具的失效情况进行归纳总结,结果表明:滚刀失效形式主要以磨损为主,主要有均匀磨损、弦磨和刃偏磨三种形式;刮刀主要有磨损、刀刃崩断、刀刃脱落三种失效形式.针对泥水盾构刀具失效情况,从刀具选型、刀具结构改进和盾构施工参数等方面提出了增加刀具可靠性的处理措施,泥水盾构刀具的失效情况得到显著改善,为后续施工及类似工程提供一定的参考价值.【期刊名称】《甘肃科技》【年(卷),期】2016(032)017【总页数】4页(P102-104,145)【关键词】泥水盾构;卵石地层;刀具失效;应对措施【作者】董伯让【作者单位】中国铁建兰州轨道交通工程指挥部, 甘肃兰州 730000【正文语种】中文【中图分类】TU94随着我国地下空间工程的高速发展,盾构机施工由于其诸多优点已被广泛应用于地下空间地开挖[1-2]。
盾构掘进主要通过其刀盘推进及旋转,带动刀盘上的各类刀具对岩土进行切割[3-6]。
泥水盾构可以通过泥水压力作用,稳定掌子面,更有利于盾构推进掘进且能有效防止地表沉降。
但由于其高水压作用,导致换刀困难,往往延误施工工期,造成巨大的经济损失[7,8]。
为此,本文以兰州地铁穿黄隧道施工工程为对象,首先分析该泥水盾构刀具失效规律,然后针对刀具失效情况提出相应措施,以便降低刀具失效数量,提高刀具使用寿命,节约工期。
2.1 工程概述本项目施工区段范围为:奥体中心站至中间风井区,区间左线长984.791m,右线长982.250m,采用复合式泥水盾构施工。
线路起始于奥体中心站的东端,区间沿深安路下穿黄河,下穿黄河段长度约为317m。
线路采用双线同侧绕避深安大桥,由大桥上游下穿河底通过。
2.2 工程地质始发段隧道穿越地层主要为全断面卵石层。
隧顶覆土厚度为12.6m,覆土厚度由上至下依次为:杂填土层,厚度1m;卵石层,厚度10m;卵石层,厚度1.6m。
切削的材料失效原理
切削的材料失效原理一、切削力作用切削过程中,切削工具与工件之间的相互作用力是导致材料失效的主要因素之一。
切削力主要来自于切削层的变形、切屑与前刀面的摩擦以及后刀面与已加工表面的摩擦。
切削力的大小直接影响切削效率和加工质量,过大的切削力可能导致工件表面损伤或工具磨损加剧。
二、温度影响切削过程中产生的切削热会导致工件和切削区域的局部温度升高,从而影响材料的机械性能和微观结构。
高温下,材料可能发生软化、热膨胀和热疲劳等现象,导致工件变形、切削力增大和工具磨损加速。
因此,控制切削温度是提高加工质量和延长工具寿命的关键。
三、切削热产生与传递切削热主要来源于切削层的塑性变形和切屑与前刀面之间的摩擦。
在切削过程中,切削热通过工件、切屑、刀具和周围介质进行传递。
了解切削热的产生与传递规律有助于优化切削参数、减少热量积累和提高加工效率。
四、切削表面质量变化切削过程中,工件的表面质量会受到一定影响。
由于切削力的作用,工件表面可能会产生微观裂纹、塑性变形和表面粗糙度增加等现象。
这些变化会影响工件的疲劳性能、耐腐蚀性和配合精度等。
因此,在切削过程中应尽量减小表面损伤,提高表面质量。
五、材料微观结构改变切削过程中产生的温度和应力可能导致工件材料的微观结构发生变化,如晶粒尺寸减小、相变和合金元素分布不均等。
这些结构变化可能会影响材料的力学性能和物理性质,如强度、硬度、耐腐蚀性和热稳定性等。
因此,了解材料在切削过程中的微观结构变化有助于预测其性能变化和优化加工条件。
六、切削工具磨损切削工具的磨损是影响加工质量和效率的重要因素之一。
在切削过程中,工具与工件之间的摩擦和挤压导致工具表面材料逐渐损耗。
随着磨损的加剧,工具的切削能力下降,工件表面质量变差,甚至可能引发工具断裂等事故。
因此,合理选择和使用切削工具、定期检查更换对于保持加工过程的稳定性和提高生产效率至关重要。
七、切削屑的形成与控制切削过程中产生的切削屑是影响生产安全和环境的重要因素之一。
刀具失效分析
Welcome to the Tooling University. This course is designed to be used in conjunction with the online version of this class. The online version can be found at . We offer high quality web -based e -learning that focuses on today's industrial manufacturing training needs. We deliver superior training content over the Internet using text, photos, video, audio, and illustrations. Our courses contain "roll -up -your-sleeves" content that offers real -world solutions on subjects such as Metal Cutting, Workholding, Materials, and CNC with much more to follow. Today's businesses face the challenge of maintaining a trained workforce. Companies must locate apprenticeship programs, cover travel and lodging expenses, and disrupt operations to cover training needs. Our web -based training offers low -cost, all -access courses and services to maximize your training initiatives.Class Outline教学内容主要和次生失效模式 后刀面磨损(磨蚀) 后刀面磨损形态 确立作业条件 后刀面崩刃 前刀面崩刃 前刀面积屑瘤 后刀面积屑瘤刀具失效分析(ISO) 250Copyright © 2011 Tooling U, LLC. All Rights Reserved.教学内容主要和次生失效模式 后刀面磨损(磨蚀) 后刀面磨损形态 确立作业条件 后刀面崩刃 前刀面崩刃 前刀面积屑瘤 后刀面积屑瘤 热裂纹月牙洼磨损(扩散) 热变形切深处破损 断裂 小结Lesson: 1/15教学内容Lesson: 2/15主要和次生失效模式标准的金属切削作业是一种损耗过程,其会产生明显的切削力并产生大量的热。
数控刀具的失效形式及对策
数控刀具的失效形式及对策
切削过程,刀具磨损到一定限度,刀刃崩刃或破损,刀刃卷刃(塑变)时,刀具丧失其切削能力或无法保障加工质量,称之为刀具失效。
刀具破损主要形式及产生原因对策如下:
1、后刀面磨损
由机械应力引起出现后刀面上摩擦磨损。
由于刀具材料过软,刀具后角偏小,加工过程切削速度太高,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,增大摩擦力。
应该选择耐磨性高刀具材料,同时降低切削速度,提高进给量,增大刀具后角。
这样才能避免或减少后刀面磨损现象发生。
2、边界磨损
主切削刃上边界磨损常见于与工件接触面处。
主要原因工件表面硬化、锯齿状切屑造成摩擦,影响切屑流向并导致崩刀。
只有降低切削速度进给速度,同时选择耐磨刀具材料并增大前角使切削刃锋利。
3、前刀面磨损(月牙洼磨损)
前刀面上由摩擦扩散导致磨损。
前刀面磨损主要由切屑工件材料接触以及对发热区域扩散引起。
另外刀具材料过软,加工过程切削速度太高,进给量太大,也前刀面磨损产生原因。
前刀面磨损会使刀具产生变形、干扰排屑、降低切削刃强度。
主要采用降低切削速度进给速度,同时选择涂层硬质合金材料,可以减少前刀面磨损。
4、塑性变形
切削刃高温或高应力作用下产生变形。
切削速度、进给速度太高以及工件材料硬质点作用,刀具材料太软切削刃温度很高等现象产生塑性变形主要原因。
它将影响切屑形成质量,有时也可导致崩刀。
可以采取降低切削速度进给速度,选择耐磨性高导热系数高刀具材料等对策,以减少塑性变形磨损产生。
【数控刀具的失效形式及对策】。
识别和解决八种常见的刀片失效模式
识别和解决八种常见的刀片失效模式刀片失效对生产有不利影响,刀片反复承受着巨大应力,导致磨损和损耗,会降低制造商的加工精度和生产率。
刀片的早期检查对确定失效根源至关重要,此时更易于观察和报告。
若不采取这些重要步骤,就有可能混淆不同类型的失效模式。
为了方便刀片检查,可以使用立体显微镜。
后刀面磨损后刀面正常磨损是最容易被预见的刀具失效类型。
后刀面磨损一般很均匀,随着加工材料磨损切削刃逐渐显现,类似于刀刃变钝。
当工件中坚硬的细微夹杂物或加工硬化的材料切入刀片时,会出现正常后刀面磨损。
产生这种磨损的原因包括低速切削时的磨料磨损和高速切削时的化学反应。
识别正常后刀面磨损时,会发现刀片沿切削刃会形成一个相对均匀的磨痕,有时工件上的金属会擦伤切削刃,夸大了刀片磨痕的表观尺寸。
为了减缓后刀面正常磨损,需采用不会发生微崩的最硬刀片材质等级,并且使用最轻快的切削刃来减少切削力和摩擦。
在切削耐磨材料(如球墨铸铁、硅铝合金、高温合金、热处理后的沉淀硬化(PH)不锈钢、铍铜合金及钨硬质合金)以及在切削非金属材料(如玻璃纤维、环氧树脂、强化塑料和陶瓷)时常出现快速磨损。
后刀面的快速磨损会降低刀具寿命,无法达到15分钟的典型切削时间。
后刀面快速磨损的表现类似于正常磨损。
为了避免后刀面的快速磨损,需选择更耐磨、更坚硬或镀层硬质合金刀片材质等级,并确保使用适当的冷却液。
月牙洼磨损月牙洼磨损常见于铁基或钛基合金的高速加工中,属于刀片溶解到工件切屑中的热/化学磨损问题。
扩散磨损与磨料磨损共同作用造成了月牙洼,在加工基和钛基合金时,工件切屑中的热量会使硬质合金的成分溶解并扩散到切屑中,造成刀片顶部产生月牙洼。
月牙洼最终增大至足以使后刀面发生微崩和变形,甚至可能导致快速的后刀面磨损。
积屑瘤由于切削区存在化学亲和性、高压及高温,使工件碎片通过热压焊结到切削刃上,产生积屑瘤。
积屑瘤最终会脱落,有时随刀片碎片一同脱落,从而导致微崩和快速的后刀面磨损。
切削刀具常见故障分析与对策
切削刀具常见故障分析与对策在我们的生活中也存在很多切削刀具。
例如,厨房中的小刀、菜刀等刃具和(擦萝卜的)礤菜板等都属于切削刀具。
还有,桌子上的裁纸刀和铅笔刀,工具箱里的锯和刨子等等,这些也属于切削刀具。
这些刃具的共同点就是通过切和削更改物体的形状,并产生切削屑。
刀具破损切削刀具就是通过切、削物体使之接近希望形状的工具。
我们生活中的切削刀具用来加工水果、蔬菜和木材等,而三菱综合料子公司生产的切削刀具是用来加工比它们更硬的铁等料子的。
那么,削铁好像削苹果皮的、作为行业核心的切削刀具到底是什么样的刃具呢?首先把炭化钨和钴混合,制作原料子粉末。
把原料子粉末放入模具里冲压成型,使其具备貌似粉笔的硬度。
然后在1400°的温度下烧结。
这样硬质合金就做成了。
硬质合金具备这样一个特征,就是烧结后体积变为原来的一半。
硬质合金的硬度介于石和蓝宝石之间,重量接近铁的2倍。
在这里,如何加工如此硬的硬质合金呢?是使用石砂轮进行研削加工,使其成为希望的形状。
切削是什么?切削过程中切削刃的状态。
料子碰到刃具,分断,成为切屑排出,而此时产生的热量有时实现800度以上。
在这样的切削过程中刀尖会受到强大撞击,并产生高热量。
在这些方面经受本领很强的硬质合金就是现代工具料子的主力。
这样的刀片可以安装在各种各样的刀座上面,也可以依据加工物的形状和切削方法选择。
刃具**硬质合金现在也以刀尖可更换形式为主流。
我们称此切刃为可转位刀片。
车削是什么?切削圆柱型物体的工具有外径用车刀和内径用镗刀。
使用车刀和镗刀的切削加工称为车削加工,加工物旋转是车削加工的特征。
重要是工件旋转,将工件加工成圆形的机床称为车床。
铣削是什么?铣刀是加工物体表面或沟槽的工具,大概分为加工表面的平面铣刀和加工槽等部位的立铣刀。
该切削方式我们称之为铣削加工,工具旋转是铣削加工特征。
铣削加工所使用的机床叫做铣床。
钻头是什么?钻头用来加工较大孔的可转位刀片式钻头,加工中小孔用的焊接式钻头和整体式钻头,具有工件旋转和钻头旋转两种切削加工情况下都可以使用的特征。