在整个切削系统中,刀片切削效果受多方面因素影响,如机床刚性、工件材质、刀杆参数、装夹方式、切削参数、刀片参数、工艺流程等。任意一个因素的变化,都会影响最终的切削效果。
本文章博特从立方氮化硼刀片参数出发,依据相关理论和实际应用过程中的加工数据,讨论不同刀片参数对整个切削效果的影响。
一、立方氮化硼刀片失效形式
立方氮化硼颗粒硬度远大于被加工材料硬度,因此切削中的物理磨损很微弱,刀片磨损的主要根源是以微崩刃的方式累加形成的,当磨损加剧,切削阻力急剧增大,超过刀尖受力极限时,就会以宏观可见的崩刃方式呈现。
因此,要想缓解刀片失效情况出现,就要综合考虑降低切削力和提高刀尖受力极限。在机床、刀具参数、切削参数、被加工材料(工件)固定的情况下,主要通过调整立方氮化硼刀片参数来获得更好的性能。
二、立方氮化硼刀片参数对切削效果的影响
立方氮化硼刀片参数,主要指刀片材料牌号、刀尖圆弧、倒棱角度和宽度、钝化等。不同刀片参数,会对切削效果产生不同的影响。
1、刀片材料牌号对切削效果的影响
材料的微观结构决定宏观性能。PCBN刀具材料是用立方氮化硼微粉和结合剂在高温超高压下烧结而成的,结合剂相均匀分散在立方氮化硼微颗粒之间。因此,刀片材料性能主要取决于CBN颗粒的含量、种类及大小、结合剂的成分及含量、制备工艺等。
CBN刀片材料和被加工材料的合理匹配,可以避免化学磨损、金相磨损,并大幅度提高切削效果。根据被加工材料的不同,郑州博特研发出BT2800、BT7800、BT3800等牌号,应用于铸铁件的加工;BT6000、BT6000A等牌号,具有良好的抗冲击性,用于淬硬钢的加工,极大的提高了切削效率。
2、刀尖圆弧对切削效果的影响
博特刀具总结了数十家试刀数据,总结出,在其他条件不变的情况下,切削力随刀尖圆弧的变化而变化。改变刀尖圆弧的大小,切削力也会随之发生改变。
究其原因,其他条件不变时,刀尖圆弧增大,刀尖和工件接触面增大,金属切除量增多,使得切削力增大;同时刀尖圆弧增大,刀尖受力极限增大,单位面积上的切削力减小。因此,刀片切削效果不理想时,改变刀尖圆弧半径,可以得到理想的切削效果。
3、倒棱宽度和角度对切削效果的影响
刀片倒棱宽度增加,增加了切削和前刀面接触面,因此切削力小幅度的增加,但同时在一定程度上,增加了刃口强度。实际应用时,需要综合考虑。
随倒棱角度增大,切削力先减小后增大,原因是切削力是刀尖圆弧、倒棱宽度和角度综合力学效果,存在三者的最优组合。
4、刀片的钝化对切削效果的影响
刃口钝化目的就是解决刃磨后的刀具刃口微观缺口的缺陷,使其锋值减少或消除,达到圆滑平整、既锋利坚固又耐用的目的,从而提高刀具质量和延长使用寿命,同时提高工件表面光洁度。
综上所述,刀片的材料牌号、刀尖圆弧及倒棱宽度和角度各自对切削效果的影响不同,刀片参数之间存在一个最佳的组合效应,找到这个最佳组合,既可以增强刀尖受力极限又可以降低切削力,进而提高刀片切削效果。
热门跟贴