复合材料加工过程中的刀具磨损
刀具磨损和损坏以多种类型或形式中的一种或多种显示在切削刃上,如图5.3所示. 这些类型的磨损中的每一种都与导致其外观的磨损机制或原因有关。后刀面磨损 (1a) 通常是由刀具下侧(间隙面)与工件之间的摩擦引起的磨损造成的。后刀面磨损的标志是平行于切削方向的细小凹槽。切口磨损 (1b) 也是由切割痕迹深度处的严重磨损引起的。月牙洼磨损是由扩散引起的,通常与使用 WC-Co 刀具以高切削速度加工钢有关。月牙洼磨损 (2) 出现在切屑流动的刀具前刀面上,通常位于远离切削刃的位置。该位置与工具表面上最高温度的位置重合。塑性变形(3) 由过大的切削力引起,与高速钢和较软等级的 WC-Co 刀具有关。积屑瘤 (4) 是由工件材料粘附到刀具相位引起的。
后刀面和月牙洼磨损是最重要的刀具磨损测量形式。侧面磨损最常用于磨损监测,因为它易于测量。根据用于磨损测量的 ISO 3685:1993 规范,主切削刃分为四个区域
区域 C 包含刀具拐角处切削刃的弯曲部分;B 区为 C 区和 A 区之间切削刃的剩余直线部分;
区域 A 是距离刀具拐角最远的磨损切削刃长度b的四分之一;
区域 N 沿主切削刃延伸超出刀具工件之间相互接触的区域约 1 至 2 毫米。该区域的磨损为缺口类型。
在垂直于主切削刃的切削刃平面Ps中的区域 B 内测量后刀面磨损刃带VB B的宽度。后刀面磨损刃带的宽度是从原始主切削刃的位置开始测量的。陨石坑深度KT被测量为区域 B 中陨石坑底部和原始面之间的最大距离。 工具磨损最常使用工具制造商显微镜(具有视频成像系统和分辨率小于 0.01 毫米)或类似的触笔仪器测量到轮廓仪(带有磨削的金刚石测针)。
一般来说,刀具的失效和磨损取决于刀具材料和几何形状、工件材料、切削参数(切削速度、进给率和切削深度)、切削液和机床特性。在适当的切削条件下,各种磨损机制的累积效应会导致切削刃随切削时间逐渐退化。图 5.5显示了不同切削速度下后刀面磨损区VB B随切削时间的典型曲线。