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数控刀片的磨损,磨料磨损切屑或工件表面的一些微小硬质点(如碳化物、氧化物等)和杂质(如砂粒、氧化皮等),以及粘附的积屑瘤碎片等,在数控刀片表面刻划出沟纹面造成的一种机械磨损。对于期望小速度较低、切削温度不高的高速钢刀具时(如拉刀、板牙、丝锥等),是主要的磨损原因。
粘结磨损在数控刀片后刀面与工件表面和数控刀片前刀面与切屑之间正压力及切削温度的作用下,形成新鲜表面接触。当接触表面达到原子间距离时,就会产生吸附粘结现象。站结点逐渐地被工件或切屑剪切、撕裂而带走,数控刀片表面就产生粘结磨损。粘结磨损是硬质合金在以中等偏低的切削速度切削时磨损的主要原因之一。
扩散磨损在高温、高压下、数控刀片材料与工件材料中某些化学元素在固态小互相扩散,即硬质合金中的Ti、w、Co等元素想钢中扩散,而工件中的Fe、C等元素向数控刀片扩散、导致刀面的硬度、强度下降、脆性增加,刀具磨损加剧。此即扩散磨损,扩散磨损是硬质合金刀具早高温(800"900°C)下切削产生磨损的主要原因之一。
一般W、Co的扩散速度较Ti、Ta快,所以YT类硬质合金的高温切削性能比YG类好。相变磨损用高速钢刀具切削时,当切削温度超过其相变温度(550"600°C)时,数控刀片的金相组织就会发生变化,使硬度下降,磨损加快,故相变磨损是高速钢数控刀片磨损的主要原因之一。化学磨损在一定温度下,切削区周围介质、如空气、切削液等、与刀具材料发生化学反应,形成一些疏松脆弱的化合物。这些化合物容易被切削与工件擦伤带走而造成数控刀片磨损
于刀面两侧各挖除一个凹槽,因其容易加工及设计,故市面上许多工厂刀皆是此一种研磨方式。大的优点便是经此研磨后会形成一个非常薄的刀刃,而越薄的刀刃切削能力越好。其缺点为:越薄的刀刃越脆弱。它可以切、削较硬的物体或组织,但却不适合用以在料理食物时砍劈的动作,因刀身的纵切面为非线性,故无法切的太深。凹磨的刀子皆不建议用于砍劈动作上,因其刀刃相对的较脆弱。其大的优点便是增加刀刃的切削能力,尤其是在刀面不够宽阔时使用(德国Puma刀厂算出若刀背有3.5mm厚,那么刀面至少要有20mm宽才能有相当的切削砍劈能力。若不够宽的刀子便要以Hollowground的方式来弥补。)。早期的剃头刀便是用凹磨。凿刀磨法、片刃研磨(ChiselGrind):刀面只有一面研磨。优点有四:1.易于加工:一面研磨故只需其它研磨方式的一半加工,且不需太过精密,因此省时、省工、省钱。2.易于研磨:除非严重的损伤,否则只需研磨一面即可,且研磨技术不必像其它研磨方式一般的高超。3.刀刃坚固:只单边开刃,故刀刃角度大(约30-45度),刀身厚。4.节省材料:在早期锤打制刀时代,此种研磨方式不需像其它研磨方式一般要削去多余的钢材,可节省多的钢材耗费。台湾原住民的刀子便是凿刀磨法。 缺点有三:1.无法准确的切削:拿凿刀磨法及其它双边研磨的刀子来切苹果时你便会发现,双面研磨的刀子可以的将苹果平分切成两半,而凿刀磨法的刀子则会随着研磨的角度而〔斜〕出去。2.无法穿刺的太深:凿刀磨法在刀尖上造成了太多的斜面,使得其在穿刺上形成了许多的阻碍点。举例而言,你从未见过凿刀研磨的匕首、短剑或穿孔锥吧!3.研磨面错误:右手刀的研磨方式为(从刀背向下俯视)刀面的左侧为平坦,右侧才研磨?左手刀刚好相反。然因东、西方传统性刀面展示上的不同及小刀用法习惯的差异,使得西方刀厂所做出之凿刀研磨大多为左手刀(西方人习惯将刀尖向左的展示刀子,将左刀面视为正面?东方人则将刀尖向右展示刀子,将右刀面视为正面),在刀刃向外切削将刀子切削的角度加大才能平顺的使用。美国也发现了这个问题,虽然大多数的刀厂依旧坚持〔左手刀〕,但如GTKnives已将其凿刀磨法的刀子改为右手刀。日式的凿刀磨法的刀子则全是右手刀。
根据制造业发展的需要,多功能复合刀具、高速刀具将成为刀具发展的主流。面对日益增多的难加工材料,刀具行业改进刀具材料、研发新的刀具材料和更合理的刀具结构。硬质合金材料及涂层应用增多。细颗粒、超细颗粒硬质合金材料是发展方向;纳米涂层、梯度结构涂层及全新结构、材料的涂层将大幅度提高刀具使用性能;物理涂层(PVD)的应用继续增多。新型刀具材料应用增多。陶瓷、金属陶瓷、氮化硅陶瓷、PCBN、PCD等刀具材料的韧性进一步增强,应用场合日趋增多。切削技术快速发展。高速切削、硬切削、干切削继续快速发展,应用范围在迅速扩大。
刀具材料是决定刀具切削性能的根本因素,对于加工效率、加工质量、加工成本以及刀具度影响很大。刀具材料越硬,其耐磨性越好,硬度越高,冲击韧性越低,材料越脆。硬度和韧性是一对矛盾,也是刀具材料所应克服的一个关键。对于石墨刀具,普通的TiAlN涂层可在选材上适当选择韧性相对较好一点的,也就是钴含量稍高一点的;对于金刚石涂层石墨刀具,可在选材上适当选择硬度相对较好一点的,也就是钴含量稍低一点的
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