铣刀片损坏是数控刀具的主要损坏形式之一,尤其是脆性铣刀材料的铣刀用于断续切削或加工高硬度材料时,数控刀具的脆性损坏更为严重。我们可以对机械冲击和热冲击引起的刀片(数控铣刀的切削部分)中的应力状态进行一些分析和计算,从而解释铣刀片破损的原因:
铣刀片破损的原因有哪些?
1.机械应力
切削时,在机械载荷的作用下,刀片中会产生很大的应力。应力可用应力函数法和弹性力学有限元法求解。我们发现前角有两个受力区域,拉伸和压缩。前刀面某一区域的拉应力,但前刀面的压应力。在前刀面上刀具与切屑的接触长度为切削刃的2 ~ 2.5倍附近,拉应力较高。如果拉应力超过材料的抗拉强度,拉应力区铣刀片材料的薄弱部分会首先开裂或立即损坏。
2.热应力
断续切削时,由于切削和空切削的交替变化,
铣刀片表面的温度呈周期性变化。气割时通过冷却降低前刀面温度,然后冷缩形成拉应力;切削时,前刀面受热升温,然后热膨胀形成压应力。拉压应力交替作用,导致铣刀片的热裂。冷热温差越大,导热系数越低,越容易形成裂缝。