关于刀具切削过程中的积屑瘤

长相有问题

关于刀具切削过程中的积屑瘤:

• 积屑瘤的形成
  
  
  
  
  
  
  

    在一定的切削速度下，无论是在连续还是在断续切削加工钢件或铸铁时，常常在前刀面处粘着一块剖面有时呈三角状的硬块。它的硬度很高，通常是工件材料的2-3倍，在处于比较稳定的状态时，能够代替刀刃进行切削。这块冷焊在前刀面上的金属称为积屑瘤或刀瘤。

一、积屑瘤的形成

1.切屑对前刀面接触处的摩擦，使前刀面十分洁净。

2.当两者的接触面达到一定温度同时压力又较高时，会产生粘结现象，即一般所谓的“冷焊”。切屑从粘在刀面的底层上流过，形成“内摩擦”。

3.如果温度与压力适当，底层上面的金属因内摩擦而变形，也会发生加工硬化，而被阻滞在底层，粘成一体。

4.这样粘结层就逐步长大，直到该处的温度与压力不足以造成粘附为止。

     所以积屑瘤的产生以及它的积聚高度与金属材料的硬化性质有关，也与刃前区的温度和压力分布有关。一般说来，塑性材料的加工硬化倾向愈强，愈易产生积屑瘤；温度与压力太低，不会产生积屑瘤；反之，温度太高，产生弱化作用，也不会产生积屑瘤。走刀量保持一定时，积屑瘤高度与切削速度有密切关系。

     对碳素钢来说，一般约在300- 350oC 时积屑瘤最高，到500oC 时趋于消失。

二、积屑瘤对切削过程的影响

   

1.实际前角增大

它加大了刀具的实际前角，可使切削力减小，对切削过程起积极的作用。

积屑瘤愈高，实际前角愈大；

2.增大切削厚度，有可能引起振动

3.使加工表面粗糙度增大

积屑瘤的底部则相对稳定一些，其顶部很不稳定，容易破裂，一部分连附

于切屑底部而排出，一部分残留在加工表面上，积屑瘤凸出刀刃部分使加工表

面切得非常粗糙，因此在精加工时必须设法避免或减小积屑瘤；

4.对刀具寿命的影响

积屑瘤粘附在前刀面上，在相对稳定时，可代替刀刃切削，有减少刀具磨

损、提高寿命的作用。但在积屑瘤比较不稳定的情况下使用硬质合金刀具时，

积屑瘤的破裂有可能使硬质合金刀具颗粒剥落，反而使磨损加剧。

三、抑制积屑瘤的主要办法

   

1.切削速度是通过切削温度对前刀面的最大摩擦系数和工作材料性质的影响而影响积屑瘤的，控制切削速度使切削温度控制在300oC以下或500oC以上，就可以减少积屑瘤的产生。所以要么降低切削速度，使温度较低粘结现象不易发生；要么采用高速切削，使切削温度高于积屑瘤消失的相应温度；

2.进给量增大，则切削厚度增大，刀、屑的接触长度增加，从而形成积屑瘤的生成基础。若适当降低进给量，则可削弱积屑瘤的产生基础；

3.采用润滑性能好的切削液，减小摩擦；

4.增加刀具前角，切屑变形减小，则切屑与前刀面接触区的压力减小，切削力减小，从而使前刀面上的摩擦减小，减小了积屑瘤的生成基础。实践证明，前角增加到35°时不会产生积屑瘤；

5.适当提高工件材料硬度，减小加工硬化倾向。

减小或避免积屑瘤的措施
1）避免采用产生积屑瘤的速度进行切削，即宜采用低速或高速切削，因低速切削加工效率低，故多采用高速切削。
2）采用大前角刀具切削，以减少刀具前刀面与切屑接触的压力。
3）适当提高工件材料的硬度，减小加工硬化倾向。
4）使用润滑性好的切削液，减少前刀面粗糙度，降低刀与切屑接触面的摩擦系数。

前刀面积屑瘤

某些工件材料可能会在切屑和切削刃之间产生前刀面积屑瘤。当工件材料的连续层压接到切削刃上时会发生积屑瘤。积屑瘤是一个动态的结构。切削过程中积屑瘤的切面不断剥落并重新附着。

前刀面积屑瘤也往往在低加工温度和切削速度相对缓慢的情况下有所发生。发生前刀面积屑瘤的实际速度取决于被加工的材料。若是对加工硬化材料进行加工，例如奥氏体不锈钢，那么前刀面积屑瘤可导致在切深处迅速积聚，从而造成切深处破损这种次生失效模式。

对策：

增加表面切削速度。

确保冷却液的正确应用。

选择带有物理气相沉积(PVD) 涂层的刀具。

后刀面积屑瘤

积屑瘤也可能在刀具切削刃下方的后刀面产生。在切削较软的铝、铜、塑料等材料时。后刀面积屑瘤也是因工件和刀具之间的间隙不足而造成。但是，后刀面积屑瘤与不同的工件材料有关联。

每种工件材料都要求有足够的间隙量。某些工件材料，如铝、铜和塑料，在切削后会产生回弹。回弹可导致刀具和工件之间的摩擦，进而导致别加工材料粘接在切削刃后刀面。

对策：

增大刀具的主后角。

提高进给速度。

减小用于刃口预处理的刃口倒圆。