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天津大學(xué)學(xué)報(bào)可加工陶瓷材料Z1O2 /CeF4鉆削刀具的磨損1于愛兵，馬廉潔，劉家臣，杜海燕，于思遠(yuǎn)（天津大學(xué)先進(jìn)陶瓷與加工技術(shù)教育部重點(diǎn)為一些完整的晶粒形狀，表明ZO2CePO4復(fù)合陶瓷材料在鉆削過程中存在沿晶斷裂。弱界面處微裂紋的形成與連接是ZO2/CeP34復(fù)合陶瓷材料可以進(jìn)行切削加工的主要原因141，從而實(shí)現(xiàn)材料的去除。
22刀具磨損形態(tài)/CdPO4陶瓷的磨損形態(tài)，箭頭1所指為主后刀面的磨損帶，箭頭2為刀尖的磨損以及其下方的**副后刀面的磨損帶?？梢钥闯?，刀尖己被磨鈍，呈弧狀。當(dāng)鉆削低碳鋼材料時(shí)，鉆頭副切削刃主要起斷屑作用，**副后刀面起導(dǎo)向作用；而鉆削加工ZO2CePO4陶瓷材料時(shí)，由于存在刀尖的快速磨損，麻花鉆頭在刀尖處的直徑尺寸逐漸變小，副切削刃實(shí)際上起到了擴(kuò)孔的作用。箭頭3所指為鉆頭度相當(dāng)。由于弱界面的存在，Z2 /CeP4陶瓷材料可251氏碳鋼時(shí)的刀具磨損對(duì)比曲線。加工低碳鋼時(shí)，隨23刀具磨損過程bookmark4可加工陶瓷與金屬的切削過程存在顯著差異。所示為用硬質(zhì)，合金鉆頭加工Z2進(jìn)行切削加工，但這種復(fù)合陶瓷的硬度較高，容易引起刀具的磨損。特別是復(fù)合陶瓷中的ZO2相具有更高的硬度，達(dá)1085GPaZ2作為復(fù)合陶瓷材料中的硬質(zhì)點(diǎn)加劇了硬質(zhì)合金刀具的磨損。YG6X型硬質(zhì)合金材料的典型硬度為HRA 91與Z2陶瓷材料的硬度接近，因此鉆頭容易磨損。
如所示，鉆頭的磨損主要包括3種形態(tài)，即主后刀面磨損、**副后刀面磨損和橫刃磨損。其中，主后刀面磨損*為典型，主要影響切削過程。因此，以主后刀面磨損作為測(cè)試刀具磨損量的研究對(duì)象。
為YG6X鉆頭加工25低碳鋼時(shí)的磨損形態(tài)（圖中主切削刃處的月牙狀宏觀缺陷是在刀具刃磨過程中形成的）在加工工藝條件相同、刀具角度相近（頂角9分別為133 130切深前角分別為-8°、-7進(jìn)給前角為22°）、材料去除量相同的情況下，加工低碳鋼時(shí)刀具磨損量很小，低倍顯微鏡下幾乎觀察著材料去除量的加，刀具的磨損量逐漸大，刀具磨損量與材料去除量近似呈線性關(guān)系，刀具磨損隨材料去除平穩(wěn)長(zhǎng)。對(duì)于Z2/CeP4陶瓷材料，在加工初期材料較易去除，可以獲得與低碳鋼相近的材料去除量，刀具的磨損量也不大。但隨著材料去除量的加，刀具的磨損量急劇加，出現(xiàn)了刀具的快速磨損現(xiàn)象。
鉆削Z2 /CeP4陶瓷的刀具磨損過程可分為兩個(gè)階段一初期磨損階段和后期磨損階段。初期階段為正常加工時(shí)段，可以獲得一定的材料去除量，刀具磨損量?jī)H占刀具磨損總量的1/4后期階段為快速磨損時(shí)段，Z2 /CeP4陶瓷的材料去除量加的不多，而刀具磨損量卻占刀具磨損總量的3/4隨著刀具磨損的進(jìn)行，鉆頭的切削加工能力迅速降低。因此，在Z2/CeP4陶瓷材料的鉆削加工過程中，應(yīng)選取適宜的刀具參數(shù)和切削用量，保持切削刃的鋒利，減少刀具的磨損，獲得較長(zhǎng)的正常加工時(shí)段。
24刀具材料對(duì)刀具磨損的影響刀具材料對(duì)刀具磨損的影響較為顯著。如所示，用高速鋼刀具鉆削Z2/Cd4陶瓷材料，加工初期階段，刀具磨損量長(zhǎng)迅速，加工時(shí)間為29s時(shí)，刀具磨損量為0095mm加工到112s時(shí)，刀具磨損量為013mm.隨著加工的繼續(xù)進(jìn)行，高速鋼刀具的切削刃被迅速磨鈍，鉆削無法繼續(xù)進(jìn)行。硬質(zhì)合金刀具鉆削ZO2CeP4陶瓷材料，加工時(shí)間為43s時(shí)，刀具磨損量為002mm加工時(shí)間為847s時(shí)，刀具*大磨損量/CeP4陶瓷材料時(shí)的初期磨損形貌。在加工過程中，高速鋼鉆頭在材料去除量很?。ㄒ粋€(gè)孔尚未完成）時(shí)，主后刀面和橫刃處磨損量迅速加，隨著加工繼續(xù)進(jìn)行，鉆頭發(fā)生了嚴(yán)重的塑性變形，刀具迅速失效。
本，隨著鉆頭頂角的大，材料去除率加，當(dāng)鉆頭頂角9由50加到146時(shí)，材料去除率加了15倍。綜上分析，選擇適當(dāng)?shù)你@頭頂角，可以以較少的刀具磨損獲得較高的加工效率。
26冷卻條件對(duì)刀具磨損的影響/CfP4陶瓷時(shí)，冷卻條件對(duì)硬質(zhì)合金刀具磨損的影響較為顯著。如0當(dāng)材料去除量相同（27 76mm3）時(shí)，無冷卻情況下，刀具磨損量為0 020mm而在水冷卻情況下，刀具磨損量?jī)H為0 002mm兩者相差10倍。
X冷卻冷卻在鉆削加工過程中，鉆頭在半封閉的條件下工作，而Z2CeP4材料的熱導(dǎo)率很低，長(zhǎng)時(shí)間強(qiáng)烈的摩擦和交變的軸向壓力，產(chǎn)生大量鉆削熱，如果這些熱量得不到及時(shí)散發(fā)，將導(dǎo)致鉆頭的溫度迅速升高，刀具切削能力下降，磨損較為嚴(yán)重。在有冷卻的情況下，冷卻液帶走了切削過程中所產(chǎn)生的部分熱量，鉆頭溫升較慢，在一定程度上保持了刀具的切削性能，因而磨損量減小。實(shí)驗(yàn)結(jié)果恰好印證了中ZO2CeP4陶瓷材料在加工初始階段，鉆頭磨損量與低碳鋼接近，而加工后期鉆頭磨損量明顯高出低碳鋼這一現(xiàn)象。因?yàn)樵诔跏笺@削階段，兩者的溫度條件相近，刀具的切削能力相同，表現(xiàn)為較高的加工效率和較低的刀具磨損率；而后期階段，由于鋼材的導(dǎo)熱性能優(yōu)于ZO2/CeP4陶瓷材料，較好地保持了刀具的切削性能，故鉆頭磨損量加得較慢，而加工ZA/Cd4陶瓷的鉆頭磨損量則快速增加。
削加工，材料以CeP4陶瓷的穿晶斷裂模式和ZO2與CeP4之間的沿晶斷裂方式去除。與低碳鋼相比較，鉆削ZO2CeP4陶瓷材料時(shí)的刀具磨損速度長(zhǎng)較快。
鉆頭的磨損主要包括3種形態(tài)：主后刀面磨損、**副后刀面磨損和橫刃磨損。刀具材料、冷卻條件、鉆頭角度對(duì)刀具磨損具有一定影響。高速鋼刀具不適于加工ZO2 /CeP4陶瓷。鉆頭頂角主要影響切削效率，冷卻條件對(duì)刀具磨損的影響較為顯著。對(duì)于Z2CfP4陶瓷材料的鉆削加工，應(yīng)通過優(yōu)化刀具材料、加工工藝參數(shù)等手段，有效降低刀具磨損，保證材料的加工質(zhì)量和加工效率。
來源：中國(guó)刀具網(wǎng) 作者：[db:作者]
