銑刀片損壞是數控刀具的主要損壞形式之一,尤其是脆性銑刀材料的銑刀用于斷續切削或加工高硬度材料時,數控刀具的脆性損壞更為嚴重。我們可以對機械沖擊和熱沖擊引起的刀片(數控銑刀的切削部分)中的應力狀態進行一些分析和計算,從而解釋銑刀片破損的原因:
銑刀片破損的原因有哪些?
1.機械應力
切削時,在機械載荷的作用下,刀片中會產生很大的應力。應力可用應力函數法和彈性力學有限元法求解。我們發現前角有兩個受力區域,拉伸和壓縮。前刀面某一區域的拉應力,但前刀面的壓應力。在前刀面上刀具與切屑的接觸長度為切削刃的2 ~ 2.5倍附近,拉應力較高。如果拉應力超過材料的抗拉強度,拉應力區銑刀片材料的薄弱部分會首先開裂或立即損壞。
2.熱應力
斷續切削時,由于切削和空切削的交替變化,
銑刀片表面的溫度呈周期性變化。氣割時通過冷卻降低前刀面溫度,然后冷縮形成拉應力;切削時,前刀面受熱升溫,然后熱膨脹形成壓應力。拉壓應力交替作用,導致銑刀片的熱裂。冷熱溫差越大,導熱系數越低,越容易形成裂縫。