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刀具积屑瘤,切削速度落在中温区时最容易长

作者:云获客 来源: 技术分享 7 次浏览

积屑瘤长在前刀面上,多出现在刀屑界面温度不高不低的速度区间。速度再高,粘结层变软,瘤往往自行消失。

刀具积屑瘤,切削速度落在中温区时最容易长

积屑瘤是工件材料在前刀面上冷焊形成的硬堆积。它出现在刀屑界面温度不高不低的时候:压力已经能使新鲜金属粘结,温度又还没有高到让接触层变软。切削速度是决定这个界面温度的主要因素。速度落在中等区间,瘤最容易长。再低或再高,瘤都会减轻甚至消失。

速度很低时界面温度低,粘结不稳,更多是挤裂,积屑瘤不明显。速度到中等,界面进入容易粘结的温度,瘤最高,实际刃口变成瘤的轮廓。速度再高,接触层变软流动,稳定的瘤消失,磨损转向月牙洼一类高温形式。把速度降到最低,并不总是去掉积屑瘤的办法,有时只是离开窗口的方向走反了。

中等切速为什么最容易长瘤

同一种钢,积屑瘤有一个速度窗口。进给和切深也改变界面温度,进给增大,窗口会向较低速度移动。只记一个不能用的速度,换了进给以后窗口已经不在原处。判断是不是积屑瘤,要看当前速度是否落在粘结明显的温度区,而不是只对照一张不带进给条件的速度表。

低碳钢、一些铝合金和奥氏体不锈钢容易粘结,窗口比较宽。崩碎切屑的铸铁不容易长出稳定的瘤。同样的中等速度,材料一换,现象可能消失。只有容易粘结的材料在中等速度下表面拉毛、尺寸忽大忽小,速度提高后好转,才符合积屑瘤。所有材料在任何速度下都拉毛,要另查崩刃和振动。

瘤相当于刀尖伸长,尺寸偏大,瘤脱落时尺寸又突然变小,表面留下撕裂痕迹,切削力跟着波动。月牙洼出现在更高速度,前刀面是光滑凹坑,尺寸变化比较连续。把速度提高一档,表面变好、尺寸稳定,支持原来是积屑瘤。提高后出现烧伤和月牙洼,则已经离开长瘤区,进入高温磨损,不能再加速。

前角大,切屑流出顺,粘结倾向下降。刃口磨钝时挤刮加重,即使速度不在典型窗口里也可能粘结。涂层降低材料和刀具的亲和,同样速度可以不长瘤。钝刃、负前角和干切削,都会把不太长瘤的速度拖进窗口。速度只是窗口的主因,刃口状态会把窗口搬离原来的位置。磨钝的刃口即使降到原来不长瘤的低速,仍可能粘结。

润滑改变的是界面能不能粘结

切削液的润滑是减轻新鲜金属和前刀面的直接粘结,冷却则把界面温度拉低。温度若从长瘤区掉到更低的挤裂区,瘤减轻;若只落到窗口中部,瘤可能仍在。加了液体以后瘤没有消失,不一定是液体无效,也可能温度仍停在容易粘结的区间。这时提高速度,往往比再加大流量更有效。

喷嘴对偏时,瘤只出现在缺液的后半段,前半段表面是好的。全程浇注均匀仍然长瘤,原因在速度和材料,不在喷嘴。全程干切才长瘤、浇注后消失,才是液体把界面拉出了窗口。看瘤是整刀都有,还是只在缺液的那一段,决定先改喷嘴还是先改速度。缺液段的撕裂纹和有液段的光洁表面会并排留在工件上。

瘤脱落时会带走细小的刀具材料,刃口出现分散剥落,和冲击造成的大块崩刃不同。崩刃在提高速度后通常更严重,和窗口无关。刃口上若还焊着工件材料,就可以确认是瘤。已经剥落的刃口即使改出窗口,尺寸也不会恢复,需要换刃。先看刃口上有没有焊材,再决定是改速度还是换刀。

同一进给下把速度提高一档,表面和尺寸变稳,原来就在长瘤区,可以把速度留在瘤消失的一侧,或加强润滑。变差并出现月牙洼,说明已经偏热,应改善冷却而不是继续加速。速度怎么变都撕裂,再查刃口是否崩掉、工件有没有硬皮。窗口只解释粘结,不解释所有表面缺陷。

每转切屑厚度小于刃口钝圆时,刀具在挤,界面压力高,也容易粘结。只提高速度,挤刮仍在。应让切屑厚度大于刃口钝圆,再配合速度。积屑瘤是界面温度和压力的共同结果。速度落在中温区最常见,钝刃和缺润滑会把相邻速度也拖进这个区间。把钝刃磨快,原来会长瘤的速度可能就不再长。