立方氮化硼刀具切削過程中,由于金屬的變形和摩擦,使切屑和前刀面之間產(chǎn)生很大的壓力和很高的溫度。當摩擦力大于切屑內(nèi)部的結合力時,切屑底層的一部分金屬就“冷焊”在前刀面上靠近切削刃處,形成積屑瘤。任何事物都有兩面性,積屑瘤在加工過程中有利也有弊,像對待任何事物一樣,對待積屑瘤也應該一分為二。
1)積屑瘤對切削加工的有利之處
①保護刀具。由于積屑瘤是經(jīng)層層擠壓摩擦產(chǎn)生的,所以硬度很高,*可代替刀刃進行工作;并且積屑瘤在前刀面刃口粘得很牢固,祈禱了對刀具的保護作用。
②減小切削力。形成積屑瘤時,增大了刀具的實際工作前角,可顯著減小切削力。在粗加工時,可允許存在,以使切削更輕快,刀具更耐用。
2)積屑瘤對切削加工的不利影響
①對切削力的影響。由于積屑瘤不穩(wěn)定,導致了切削力的波動
②影響加工尺寸。由于積屑瘤的存在,改變了預先設定的背吃刀量,從而影響了工件的加工尺寸。另外,積屑瘤伸出切削刃之外,使切削層深度發(fā)生變化,造成工件過切,影響了零件的尺寸精度。
③對已加工表面粗糙度的影響。積屑瘤不穩(wěn)定,易破裂,其碎片隨機性地散落,可能會留在已加工表面上,另外,積屑瘤形成的刃口不光滑,使已加工表面變得粗糙。
④影響刀具耐用度。積屑瘤不穩(wěn)定時,破裂部分有可能引起硬質(zhì)合金刀具的剝落,反而降低刀具耐用度。
從上面分析可知,積屑瘤有利有弊。粗加工時,對精度和表面粗糙度要求不高,如果積屑瘤能穩(wěn)定生長,則可以代替刀具進行切削,保護刀具,同時減小切削變形;精加工時,則應避免積屑瘤的出現(xiàn)。
減小或避免積屑瘤的措施
(1)避免采用積屑瘤的速度進行切削,即宜采用低速或高速切削,因低速切削加工效率地,故多采用高速切削。而cbn刀具是高速切削的*刀具類型。
(2)采用大前角刀具切削,以減少刀具前刀面與切屑接觸的壓力。
(3)適當提高工件材料的硬度,減少加工硬化傾向。
(4)使用潤滑性較好的切削液,減少前刀面粗糙度,降低刀具與切屑接觸面的摩擦系數(shù)。
任何刀具在金屬切削過程中,不斷地受到切削與工件的摩擦。在巨大的切削壓力和很高的切削溫度下,刀具也會不斷地增大磨損,在前刀面上形成月牙洼,后刀面上產(chǎn)生磨損帶。工件材料的硬度愈高,材料中的碳化物硬質(zhì)點愈多,金屬塑性變形時的冷作硬化愈嚴重,對刀具的機械摩擦和磨損也愈劇烈。為了抵抗這樣強烈的磨損,刀具材料必須具有較高的硬度和耐磨性。而博特pcbn刀具有很高的硬度及耐磨性,能在高切削速度下長時間地加工出高精度零件,大大減少換刀次數(shù)和刀具磨損補償停機所花費的時間。因此,很適合于數(shù)控機床及自動化程度較高的加工設備,并且能使設備的能得到充分發(fā)揮。
在難加工材料應用方面,pcbn刀具也顯示了其的性能,如表面噴焊材料的加工,用其他材料刀具加工,刀具壽命極低,也無法采用磨削方法加工,而pcbn是*適合的刀具材料。另外在硬質(zhì)合金等燒結材料的切削加工方面pcbn刀具也顯示了很好的切削性能。