復(fù)合材料加工過程中的刀具磨損
刀具磨損和損壞以多種類型或形式中的一種或多種顯示在切削刃上,如圖5.3所示. 這些類型的磨損中的每一種都與導(dǎo)致其外觀的磨損機(jī)制或原因有關(guān)。后刀面磨損 (1a) 通常是由刀具下側(cè)(間隙面)與工件之間的摩擦引起的磨損造成的。后刀面磨損的標(biāo)志是平行于切削方向的細(xì)小凹槽。切口磨損 (1b) 也是由切割痕跡深度處的嚴(yán)重磨損引起的。月牙洼磨損是由擴(kuò)散引起的,通常與使用 WC-Co 刀具以高切削速度加工鋼有關(guān)。月牙洼磨損 (2) 出現(xiàn)在切屑流動(dòng)的刀具前刀面上,通常位于遠(yuǎn)離切削刃的位置。該位置與工具表面上最高溫度的位置重合。塑性變形(3) 由過大的切削力引起,與高速鋼和較軟等級(jí)的 WC-Co 刀具有關(guān)。積屑瘤 (4) 是由工件材料粘附到刀具相位引起的。
后刀面和月牙洼磨損是最重要的刀具磨損測量形式。側(cè)面磨損最常用于磨損監(jiān)測,因?yàn)樗子跍y量。根據(jù)用于磨損測量的 ISO 3685:1993 規(guī)范,主切削刃分為四個(gè)區(qū)域
區(qū)域 C 包含刀具拐角處切削刃的彎曲部分;B 區(qū)為 C 區(qū)和 A 區(qū)之間切削刃的剩余直線部分;
區(qū)域 A 是距離刀具拐角最遠(yuǎn)的磨損切削刃長度b的四分之一;
區(qū)域 N 沿主切削刃延伸超出刀具工件之間相互接觸的區(qū)域約 1 至 2 毫米。該區(qū)域的磨損為缺口類型。
在垂直于主切削刃的切削刃平面Ps中的區(qū)域 B 內(nèi)測量后刀面磨損刃帶VB B的寬度。后刀面磨損刃帶的寬度是從原始主切削刃的位置開始測量的。隕石坑深度KT被測量為區(qū)域 B 中隕石坑底部和原始面之間的最大距離。 工具磨損最常使用工具制造商顯微鏡(具有視頻成像系統(tǒng)和分辨率小于 0.01 毫米)或類似的觸筆儀器測量到輪廓儀(帶有磨削的金剛石測針)。
一般來說,刀具的失效和磨損取決于刀具材料和幾何形狀、工件材料、切削參數(shù)(切削速度、進(jìn)給率和切削深度)、切削液和機(jī)床特性。在適當(dāng)?shù)那邢鳁l件下,各種磨損機(jī)制的累積效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致切削刃隨切削時(shí)間逐漸退化。圖 5.5顯示了不同切削速度下后刀面磨損區(qū)VB B隨切削時(shí)間的典型曲線。