有時(shí)候我們使用道具的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)破損，出現(xiàn)破損肯定是有原因的，我們來(lái)了解下硬質(zhì)合金刀片機(jī)械斷續(xù)切削時(shí)的破損是因?yàn)槭裁丛蛟斐傻哪?
硬質(zhì)合金立銑刀在切削過(guò)程中(尤其在斷續(xù)切削時(shí))出現(xiàn)裂紋而導(dǎo)致破損一直是困擾人們的加工難題正確認(rèn)識(shí)產(chǎn)生裂紋的原因并采取相應(yīng)預(yù)防措施是提高刀具工作壽命及切削性能的關(guān)鍵。相關(guān)研究文獻(xiàn)指出，在較高切削速度下進(jìn)行切削時(shí)，刀具易產(chǎn)生熱裂紋，且刃口崩刃現(xiàn)象會(huì)增加。本文通過(guò)切削試驗(yàn)分析了斷續(xù)切削時(shí)硬質(zhì)合金刀具產(chǎn)生裂紋的機(jī)理，發(fā)現(xiàn)在切削循環(huán)周期的加熱階段，壓縮熱應(yīng)力可沿著正對(duì)切削刃口的前刀面狹窄區(qū)帶引起刀片的局部塑性變形，隨后當(dāng)該狹窄區(qū)帶在外界彈性材料影響下再次強(qiáng)迫冷卻時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生足以引起可見裂紋的拉應(yīng)力，從而驗(yàn)證了熱應(yīng)力是引起硬質(zhì)合金刀具裂紋的主要原因的論點(diǎn)。
1、刀具成分含量 刀具牌號(hào) 總碳：
(%) Co
(%) Ti
(%) Ta
(%) Te
(%) HV硬度
A 5.6 6 0.05 0 0.1 1600
B 5.3 13 0.3 0 0.1 1300
C 8.3 8 15 4 0.2 1600
2 、切削試驗(yàn)方法與溫度測(cè)量結(jié)果：
切削試驗(yàn)在株洲硬質(zhì)合金廠中心實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。試驗(yàn)方法為在車床上車削矩形截面試件，以模擬斷續(xù)切削條件。試件材料為含0.6～0.8%Mn、0.5%Ni、0.5%Cr和0.5%Mo的碳素鋼(硬度約為HV170)。分別采用A、B、C三種牌號(hào)的硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行切削，刀具成分含量見表1。刀具切削刃幾何角度：橫向前角和刃傾角為0°，橫向后角和副后角為6°，余偏角為0°,副偏角為6°。
典型切削條件：切削速度v=95m/min，進(jìn)給量f=0.25mm/r，切削深度ap=6mm。由于對(duì)切削截面為50mm×250mm的試件進(jìn)行切削試驗(yàn)時(shí)，采用上述切削條件切削兩分鐘后所有牌號(hào)硬質(zhì)合金刀具均出現(xiàn)裂紋，因此將其確定為典型切削條件。
采用刀具—工件熱電偶法測(cè)量刀具—切屑截面溫度。測(cè)量結(jié)果典型記錄曲線見圖1。為根據(jù)曲線斜率的變化求出最小循環(huán)溫度，需用示波器攝下記錄曲線，然后根據(jù)放大照片求出最小循環(huán)溫度。
3、 刀具—工件熱電偶典型記錄曲線：
(a)刀片底面
(b)刀片頂部
測(cè)溫?zé)犭娕嫉陌惭b位置：
在分析刀具破損機(jī)理時(shí)，需要知道刀具內(nèi)部的溫度分布。為此，在切削過(guò)程中利用熱電偶和熱敏電阻測(cè)量刀片的界面溫度，根據(jù)刀片界面溫度可以計(jì)算出刀具內(nèi)部溫度。測(cè)溫?zé)犭娕嫉陌惭b位置見圖2。在刀片切削過(guò)程中測(cè)得的典型溫度分別見表2、表3。
在每次切削試驗(yàn)過(guò)程中，用紫外線記錄儀連續(xù)記錄刀具的切削力，用裝在刀桿上的校正應(yīng)變儀測(cè)定切向力和進(jìn)刀力。
4、熱電偶的典型測(cè)量結(jié)果：
(采用氧化鋁墊片的C牌號(hào)硬質(zhì)合金) 切削時(shí)間
(min) 熱電偶安裝位置及測(cè)得溫度
位置1 位置2 位置3 位置4 位置5
0.5 85℃ 45℃ 50℃ 50℃ 40℃
1 95℃ 55℃ 60℃ 60℃ 50℃
2 115℃ 65℃ 75℃ 75℃ 60℃
3 120℃ 75℃ 80℃ 75℃ 65℃
熱電偶的典型測(cè)量結(jié)果：
(采用鋼墊片的C牌號(hào)硬質(zhì)合金) 切削時(shí)間
(min) 熱電偶安裝位置及測(cè)得溫度
位置1 位置2 位置3 位置4 位置5
0.5 70℃ 35℃ 40℃ 40℃ 35℃
1 75℃ 45℃ 45℃ 45℃ 40℃
2 85℃ 50℃ 55℃ 55℃ 40℃
3 90℃ 55℃ 60℃ 60℃ 50℃
5、刀具破損的觀測(cè)
計(jì)算坐標(biāo)系
刀具在進(jìn)行斷續(xù)切削時(shí)，其損壞形態(tài)與連續(xù)切削時(shí)一樣，可分為后刀面磨損、月牙洼磨損、刀具永久變形及切削刃的機(jī)械破裂。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)刀具進(jìn)行破損觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)A、B牌號(hào)的硬質(zhì)合金刀具很快就產(chǎn)生后刀面磨損和月牙洼磨損，同時(shí)所有牌號(hào)的硬質(zhì)合金刀具的前刀面均產(chǎn)生橫向裂紋(可看作是熱裂紋)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，一旦硬質(zhì)合金刀具產(chǎn)生了熱裂紋，很快就會(huì)引起破損，發(fā)生切削刃崩刃和前刀面剝落現(xiàn)象。
6、刀片彈性應(yīng)力的計(jì)算：
坐標(biāo)系計(jì)算刀片彈性應(yīng)力。切削力的方向與z軸平行，該方向的彈性方程為 (1)
首先假定產(chǎn)生了熱應(yīng)力，且當(dāng)各點(diǎn)的應(yīng)變eZ=0時(shí)平面應(yīng)變狀態(tài)保持在xy平面上。與該狀態(tài)有關(guān)的應(yīng)力用撇號(hào)“’”表示。
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