立方氮化硼刀具的使用壽命受哪些因素影響?
立方氮化硼刀具的使用壽命受以下因素影響:
**刀具自身因素**
- **刀具材質(zhì)**
- **立方氮化硼含量與質(zhì)量**:刀具中立方氮化硼的含量高低以及其本身的質(zhì)量對刀具性能有直接影響。高含量且質(zhì)量好的立方氮化硼能提高刀具的硬度和耐磨性。例如,的立方氮化硼晶體結(jié)構(gòu)更完整,內(nèi)部缺陷少,在切削過程中更不容易磨損。
- **結(jié)合劑類型**:不同的結(jié)合劑與立方氮化硼顆粒的結(jié)合強(qiáng)度不同。例如,金屬結(jié)合劑具有較高的強(qiáng)度和韌性,能使刀具在承受較大切削力時不易破裂;陶瓷結(jié)合劑則具有良好的高溫穩(wěn)定性。
- **刀具幾何參數(shù)**
- **前角和后角**:前角的大小影響切削刃的鋒利程度和強(qiáng)度。前角過大,切削刃強(qiáng)度降低,容易崩刃;后角過小會增加刀具與工件間的摩擦。一般前角在 - 5° - 5°,后角在5° - 15°范圍內(nèi)能在切削刃強(qiáng)度和切削性能間取得較好平衡。
- **刀尖圓弧半徑**:刀尖圓弧半徑過小,刀尖強(qiáng)度不足,容易磨損;半徑過大則會增加切削力。根據(jù)加工要求和工件材料選擇合適的刀尖圓弧半徑,例如在精加工時,通常選擇較小的刀尖圓弧半徑以獲得較高的加工精度。
- **刃口質(zhì)量**:刃口的微觀質(zhì)量如刃口的粗糙度、刃口的鈍圓半徑等會影響刀具的切削性能。刃口越光滑、鈍圓半徑越小,刀具越鋒利,但刃口強(qiáng)度也會相應(yīng)降低。通過適當(dāng)?shù)娜锌阝g化處理可以提高刃口強(qiáng)度,減少刃口缺陷導(dǎo)致的早期磨損。
**加工條件因素**
- **切削參數(shù)**
- **切削速度**:切削速度過快會使刀具溫度迅速升高,超過立方氮化硼的耐熱極限后,刀具會快速磨損甚至失效。例如在加工淬硬鋼時,切削速度一般控制在合理范圍內(nèi),過高的速度會使刀具壽命大幅縮短。
- **進(jìn)給量**:進(jìn)給量過大,刀具承受的切削力增大,會加速刀具磨損。但進(jìn)給量過小會影響加工效率。需要根據(jù)工件材料和加工要求選擇合適的進(jìn)給量,比如在加工高硬度材料時,通常會適當(dāng)減小進(jìn)給量。
- **切削深度**:切削深度太深會使刀具承受較大的切削阻力,容易導(dǎo)致刀具損壞。在粗加工時可選擇較大的切削深度以提高加工效率,但要考慮刀具的承受能力;精加工時則選擇較小的切削深度以保證加工精度。
- **冷卻潤滑條件**
- **冷卻方式**:分為干式、濕式和微量潤滑等方式。干式切削在某些情況下可避免切削液對刀具和工件的不良影響,但散熱效果差;濕式切削散熱效果好,但切削液的選擇不當(dāng)可能會對刀具造成損害;微量潤滑結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn),能在減少切削液用量的同時保證一定的冷卻潤滑效果。
- **切削液的選擇**:合適的切削液可以降低切削溫度、減少摩擦。例如油性切削液對刀具的潤滑效果較好,能減少刀具磨損,但成本較高;水性切削液冷卻效果好,但潤滑性能相對較弱。
**工件材料因素**
- **材料硬度**:工件材料硬度越高,對刀具的磨損越大。但立方氮化硼刀具適用于加工高硬度材料,當(dāng)工件材料硬度在其適用范圍內(nèi)時,刀具磨損相對較?。蝗舫鲞m用范圍,刀具磨損會加劇。比如加工硬度超過HRC70的材料時,刀具壽命可能會明顯縮短。
- **材料成分**:工件材料中的某些元素可能與刀具發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。例如加工含鈦、鎳等元素較多的合金材料時,可能會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致刀具磨損加快。
- **材料的金相組織**:材料的金相組織均勻性、致密性等會影響切削過程。不均勻的金相組織會使切削力不穩(wěn)定,導(dǎo)致刀具磨損不均勻。例如,鑄鐵中的石墨分布不均勻會使刀具在切削過程中受到不同方向和大小的切削力,影響刀具壽命。
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