资源描述：
《高速铣削难加工材料时硬质合金刀具前刀面磨损机理及切削性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第25卷第1期摩擦学学报Vol25,No12005年1月TRIBOLOGYJan,2005高速铣削难加工材料时硬质合金刀具前刀面磨损机理及切削性能研究龙震海,王西彬,刘志兵(北京理工大学机械与车辆工程学院,北京100081)摘要:采用涂层硬质合金刀具和细晶粒硬质合金刀具对超高强度合金钢(硬度>50HRC、抗拉强度Rb>1.4GPa)和马氏体不锈钢(硬度>30HRC)等难加工材料进行了干式高速端面铣削试验;选择刀具寿命作为刀具切削性能的评价指标,利用X射线能谱仪和扫描电子显微镜分析了硬质合金刀具前刀面
2、的磨损形态、磨损机理以及刀具的切削性能.结果表明:在难加工材料的高速铣削过程中,涂层硬质合金刀具主要失效形式为前刀面磨损,细晶粒硬质合金刀具主要失效形式为前刀面月牙洼磨损与剥落;2种刀具的主要磨损机理均为扩散磨损和氧化磨损.对细晶粒硬质合金刀具而言,在考虑刀具材料与工件材料适配性的基础上,必须利用合理的刃口强化处理来降低磨损初期的刃口微崩刃倾向.关键词:难加工材料;高速切削;干切削;硬质合金刀具;磨损中图分类号:TG506.1;TH117.3文献标识码:A文章编号:100420595(2005)01
3、20083205国防工业中大量使用的难加工材料具有导热性1实验部分[1]低、加工硬化强烈、微观组织中存在硬质相等特点.因此,同普通合金钢的加工过程相比,在难加工材料1.1试验方法的切削加工过程中刀具所受的切削力和切削热明显利用DMU70evolution5轴加工中心进行高速较高.端面铣削试验,其中超高强度合金钢工件的抗拉强度高速干式铣削加工具有加工效率和精度较高、切Rb>1.4GPa、硬度50HRC;马氏体不锈钢工件的硬削力较小等特点,且在加工过程中不使用化学切削度为30HRC;工件尺寸规格均为20
4、0mm×40mm×液,对环境无污染,因此在武器装备、航空航天及汽车45mm.考虑到试验所用超高强度合金钢为国内新研[2]制造等行业具有广阔的应用前景.制的高性能结构材料,而现有的细晶粒硬质合金刀具随着涂层技术与细晶粒硬质合金冶炼技术的发无法在50mömin以上的切削速度下正常使用,故我展,以(Ti,Al)N涂层为代表具有优良高温切削性能们采用(Ti,Al)N涂层硬质合金刀具进行切削试验.[3,4]的超硬刀具材料在难加工材料高速切削过程中的选用2种牌号、不同Al含量的(Ti,Al)N涂层材料,[5,6
5、]应用越来越受到重视.分别标记为GC4025和R245.按照刀具国产化、加工[7～10]刘战强等研究了常规材料高速切削条件下型号通用化等要求,重点选择YT767、YW1、YT798的刀具磨损,发现高速切削时刀具的前刀面磨损形态和YS30等4类细晶粒硬质合金刀具对马氏体不锈不同于常速切削时的磨损形态,即其不是表现为月牙钢工件进行切削试验,刀具的几何参数列于表1,涂洼磨损形式,而是表现为切削刃斜面磨损形式.然而,表1刀具几何参数目前针对高硬度、高强度难加工材料高速铣削加工中Table1Geometric
6、parametersofthecuttingtools刀具磨损机理与切削性能的研究报道很少.为此,本Coö(°)Aoö(°)rEömmbr1ömmCo1ö(°)文作者基于快速对比切削试验考察了(Ti,Al)N涂2980.66层与细晶粒硬质合金刀具高速干式端面铣削加工超高强度合金钢和马氏体不锈钢时的磨损特性和切削性能.层材料的元素组成列于表2.收稿日期:2004204208;修回日期:2004207215ö联系人龙震海,e2mail:cutting0@bit.edu.cn.作者简介:龙震海,男,197
7、4年生,博士,讲师,目前主要从事难加工材料高效加工和先进制造技术与系统研究.84摩擦学学报第25卷表2两种涂层材料的元素组成Table2Componentof(Ti,Al)NcoatingsCompositionö%CoatingsNAlTiTypeÉ17.108.7274.18TpeÊ31.1629.4239.411.2试验方案本研究着眼于硬质合金刀具高速干式铣削难加工材料时的磨损机理与刀具寿命(T),因此,所有切削Fig1SEMmorphologyofwornrakefaceoftype2I试验
8、均按照刀具寿命试验规范ISO868822进行,采(Ti,Al)Ncoatingtoolincutting用端面中心对称干切削方式.根据切削过程中刀具磨ultra2highstrengthalloysteelatahighspeed损的实际状况,分别在5s、30s和60s等时间段观察图1高速切削超高强度合金钢时É型(Ti,Al)N涂层刀具前、后刀面磨损形貌,测量并记录刀具后刀面磨损量.磨损失效前刀面形貌SEM照片试验过程中,选择刀具后刀面平均磨损量VB值或刃口崩刃高度值
