切削难加工材料改变刀具槽型对粘接破损的影响

维普资讯 http://www.cqvip.com 科ｉ技　论ｊ坛　科　切削难加工材料改变刀具槽型对粘接破损的影响　敖晓春　（哈尔滨理工大学。黑龙江哈尔滨１５００００）　摘要：对不同槽型的硬质合金刀具，进行断续切削难加工材料３Ｃｒ一１Ｍｏ—ｌ／４Ｖ钢的对比试验，通过对所选的刀具槽型产生的粘结破损进行比　较分析，优选出那种槽型的刀具适合加工３Ｃｒ一１Ｍｏ—ｌ／４Ｖ钢，以提高加工效率，改善切削条件，提高刀具性能及使用寿命。　关键词：３Ｃｒ一１Ｍｏ—ｌ／４Ｖ钢；硬质合金刀具；粘结破损；刀具寿命　１概述　卷曲半径　随积屑瘤高度　难加工材料３Ｃｒ－ＩＭｏ－Ｉ／４Ｖ钢是一种低合金　ｈ　的减小而增大，随ｈ　的增大而　贝氏体耐热钢，在锻后切削加工前的金相组织晶　减小，从式中可以看出。而ｈ　则　粒细小均匀，说明其具有优良的机械性能。　受到切削速度和切削厚度的影　３Ｃｒ－１Ｍｏ－Ｉ／４Ｖ钢中含有许多高熔点的合金　响，在切削速度较高、切削厚度　－　元素，如ｃｒ、ｒｒｉ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｖ等这些元素与非金属硼、　较小时切屑卷曲的半径较大；特　ａ　碳等结合成高熔点、高硬度的化合物以及具有一　别是高速切削时，积屑瘤消失，　图１三种槽型铣刀片的照相图　、、定韧性的金属间化合物，同时部分合金元素进入　切屑便几乎不再卷曲。在用平前　／　固溶体，使基体强化，增大了塑性变形的阻力，提　刀面刀具在切削３Ｃｒ一１Ｍｏ一１／４Ｖ　『牛　二二二　高了高温强度。３Ｃｒ－１Ｍｏ－ｌ／４Ｖ钢在室温条件下强　钢时．由于３Ｃｒ－１Ｍｏ＿ｌ，４Ｖ钢在　度及塑『生与４５　钢、不锈钢相近；在高温条件下，当　室温条件下强度及塑性与４５　４５＃钢强度明显降低时，３Ｃｒ－１Ｍｏ一１／４Ｖ钢仍能保　钢、不锈钢相近；在高温条件下，　０　。／　持较高的强度。正是由于３Ｃｒ－１Ｍｏ－Ｉ／４Ｖ钢塑性变　当４５　钢强度明显降低时，３Ｃｒ一　Ａ　形抗力大，高温强度高，所以切削力大。合金在切　１　Ｍｏ～１／４Ｖ钢仍能保持较高的强　／／　削过程中产生较大的塑性变形，刀具与工件间存　度。正是由于３Ｃｒ＿ｌＭｏ＿ｌ，４Ｖ钢　～　：　／　在较大的摩擦，因此产生大量的切削热，而且耐热　塑性变形抗力大，高温强度高，　Ｆ　钢导热系数低，大部分切削热集中在切削区，使切　所以在用平刀面刀具切削，粘接　削温度急剧升高。切削力大，切削温度高形成刀具　破损比较严重，但破损区域的地　∥　ｌ　，　：／／　，／　材料与被加工材料接触区瞬时冷焊，造成刀具粘　方不在刀刃，而离刀刃有一定距　图２自然卷屑的机理　图３刀具槽型的卷屑机理　结破损。　离，即Ｃ点附近　图３）。　２试验条件和方法　用带槽型的刀具切削，在　表１三种刀片的粘结破损对比　为了了解改变刀片槽型对切削难加工材料　切削刃的上方，切削层有一停留　３Ｃｒ－ＩＭｏ－１／４Ｖ钢的粘结破损情况，我们采用三种　区，此停留区实际上是积屑瘤的　铣刀片（如图１所示），它们分别为平前刀面铣刀　一种特殊形式，它与基面构成一　片ＹＴ５　图１　ａ）、波形刃铣刀片ＹＴ５３５（国内通用　积屑瘤（如图３所示）前角　，　牌号为ＹＴ５）　图ｌ　ｂ）、大前角铣刀片　仃５３５（前角　随着切削厚度和切削速度而变　为１８。）　图１　ｃ），在试验室进行粘结破损对比试　化。因为切屑按照这个角度进入　验。（见图１）　卷屑槽，故又称为进入角。通常　ｈ＜４０。。如果刀具前　北京：中国标准出版社，１９８８，　设备及仪器：Ｘ５０３０Ａ立式升降台铣床　角　，切屑便沿着槽底运动，切屑卷曲的半径　ｆ２］李振加，铣刀破损原因的研究田．机械工程学报，　铣刀直径：ｄ＝１６０ｍｍ　便等于槽的半径　。如果刀具前角　，切屑便　１９９３．４　铣削方式别称铣削　不与槽底接触，而是与槽的后缘接触，这时切屑卷　网孙凤莲．切削２．２５Ｃｒ一１Ｍｏ钢刀—屑间的粘焊破　铣削转度：ｎ＝ｌ　１０ｇｍｉｎ　曲的半径　大于槽的半径　从Ｌ￣ＡＯＥ看，　损机理田晗尔滨理工大学学报，１９９７，５．　进刀量：Ｖ　６ｍｗ／ｍｉｎ　／＿ＡＯＥ－￣，ｂ。故　及ｌ　之间有如下关系：　ｆ４Ｊ肖诗纲、刀具材料及其合理选择　北京：机械工　背吃刀量：ａ￣＝２ｍｍ　业出版社　１９９ｎ　三种刀具在同样的切削条件下，按相同的时　ｒｃｎ＝＝：　同孙凤莲，李振加硬质合金刀具冷焊破损机理的　间进行切削，对比刀具的粘结破损情况（如表１所　研究　哈尔滨科技大学学报，１９９３，３．　示）。当用ＹＴ５切削６ｒａｉｎ时破损特别严重就不能　上式中如果　≥　，那么ｒｅｈ－－Ｔ￣ｏ从上式看出，　切削了，ＹＴ５３５波形刃铣刀片和ＹＴ５３５大前角铣　对于—定的　，　随着　的减小而减小。　刀片切削１Ｏｍｉｎ时，刚刚有一点粘结破损的出现，　通过以上分析可知，设计合适刀具槽型，使　当切削２０ｍｉｎ时，粘结破损明显。接着切削，　刀具切削时的前角增大，切屑便不与槽底接触，而　ＹＴ５３５大前角刀片刃口破损严重，ＹＴ５３５波形刃　是与槽的后缘接触，减少了刀—屑间的接触面积，　刀片还可以切削，所以ＹＴ５３５波形刃刀片适合切　从而提高了刀具抗崩刃、抗粘结破损的能力，这是　削３Ｃｒ－ＩＭｏ－Ｉ／４Ｖ钢（见表１　ｏ　有槽型的刀具破损不明显的主要原因。　３试验结果与分析（见图２）　４结论　用平前刀面刀具切削，只要速度不很高，切　切削３Ｃｒ－１Ｍｏ－Ｉ／４Ｖ钢的过程中为防止硬质　屑常常会自行卷曲，其原因是切削时形成积屑瘤，　合金刀具的粘结破损，可以设计合适的刀具槽型，　切屑沿积屑瘤顶面流出，离开积屑瘤后在Ｃ点处　使刀具前角增大，减少刀一屑间的接触面积，能有　与前刀面相切，而积屑瘤前端有高度ｈ　，后端与前　效提高刀具抗粘结破损能力，以利于提高加工效　刀面相切，切屑在积屑瘤顶面流出时便发生了弯　率，改善切削条件，提高刀具ｌ生能及使用寿命。通　曲。切屑卷曲半径　如图２所示，由ＡＡＯＢ求得：　过对比分析ＹＴ５３５波形刃刀具适合切削３Ｃｒ一　１Ｍｏ－１／４Ｖ钢。　参考文献　【１】工程材料实用手册编委今工程材料实用手册　责任编辑：杨帆　一５１一