了解刀具在金属切削过程中所遭受的不同磨损机制,对于掌握不同工件材料(如低碳钢、不锈钢或铸铁)的特性至关重要。不同的材料特性会导致不同的磨损类型,例如粘着磨损导致的积屑瘤(BUE)与磨粒磨损产生的刃口磨损。
**主要的磨损机制包括:**
* **磨粒磨损(Abrasive):** 这是最常见的磨损类型,通常被认为是可预测且稳定的刀具寿命的磨损形式,其成因是工件材料中硬质成分引起的磨损。
* **凹坑磨损(Crater wear):** 这种磨损局限于刀具的排屑侧,是工件材料与刀具之间发生化学反应的结果,并且会随着切削速度的增加而加剧。过度的凹坑磨损会削弱切削刃,并可能导致断裂。
* **积屑瘤(Built-up edge, BUE):** 这种磨损是由于切屑与刀具之间发生压力焊接造成的。当加工粘性材料,如低碳钢、不锈钢和铝时,这种现象最为常见。值得注意的是,较低的切削速度会增加积屑瘤的形成。
* **缺口磨损(Notch wear):** 这种磨损表现为在切削深度线上,排屑面和刀具侧面都出现过度的局部损伤。它是由粘着(切屑的压力焊接)和变形硬化表面共同引起的,在加工不锈钢和HRSA时是常见的磨损类型。
* **塑性变形(Plastic deformation):** 当切削工具材料的温度过高时,会发生塑性变形。通常,更硬的等级和更厚的涂层可以提高对这种磨损的抵抗力。
* **热裂纹(Thermal cracks):** 当切削刃的温度在高温和低温之间快速变化时,可能会出现垂直于切削刃的裂纹。这与间断切削有关,在铣削操作中常见,并且会因使用冷却液而加剧。
* **刃口崩裂/断裂(Edge chipping/breakage):** 刀具的崩裂或崩齿是机械拉应力过载的结果。这些应力可能源于切屑锤击、切削深度或进给量过大、工件材料中的沙夹杂物、积屑瘤、振动或刀具过度的磨损等多种原因。
综上所述,应对不同的磨损机制需要了解材料特性与磨损机制之间的关联,例如在加工不锈钢等粘性材料时,需要警惕积屑瘤的形成,并注意其可能导致的插齿面磨损或崩刃风险。