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42CrMo鋼鉆孔用鉆頭刃口后處理切削性能對比研究

目錄:技術支持點擊率:發布時間:2021-05-13 15:16:18

42CrMo材料因具有高強度、良好低溫沖擊韌性及淬透性等優點,廣泛應用于對強度和韌性有嚴格要求的大、中型塑料模具。但42CrMo鋼鉆孔時存在鉆頭磨損快、易斷刀和鉆孔質量難以保障等問題。傳統麻花鉆難以滿足42CrMo鋼的生產需求。為了提高麻花鉆的切削性能和使用壽命,對麻花鉆進行刃口鈍化后處理和涂層處理顯得尤為重要。

刃口鈍化是決定刀具刃口質量的重要工序。經磨削制造出的刀具在刃口或基體區域會存在一定缺陷,如微裂紋和毛刺等。通過刃口鈍化,在有效消除刃口區域微缺陷的同時,可得到合適的微觀幾何參數以及良好的表面形貌。從力學角度分析,刃口鈍化還能消除刃口處在磨削成型時的殘余應力,改善刃口區域的應力狀態,進而提高刃口的強度和耐磨性。從涂層制備方面來看,通過刃口制備的刀具,其涂層附著力會大大提高。目前,鉆頭刃口鈍化的研究主要專注于刃口鈍化形狀對刀具壽命的影響。王樂等通過硬質合金鉆頭不同鈍化型式對加工42CrMo的影響實驗發現,鉆頭刃口鈍化成瀑布型可最大限度提高其使用壽命。劉賀軒等在不同鈍化寬度的麻花鉆負倒棱型刃口鉆削45鋼實驗中發現當倒棱寬度為0.08mm時,切削性能最優。并發現圓弧型刃口鈍化和負倒棱型刃口鈍化的麻花鉆相比,前者產生的切削力較小,后者的斷屑能力較好。

涂層處理是一種有效提高刀具切削性能和使用壽命的方法。涂層提高了刀具的抗磨損性和抗高溫性,同時可有效避免刀具基體與工件直接接觸,對減少切削熱載荷起到了積極作用。涂層還可以減小刀具的磨損速率,在刀具出現磨損凹坑或裂紋后,涂層可以延緩其擴散速度,進而延長其使用壽命。目前,大量學者針對關于利用涂層鉆頭進行難加工材料切削性能和使用壽命方面進行了研究,施龍飛等在對比有無涂層的鉆頭鉆削40Cr鋼實驗中發現鉆削至1000孔時有涂層的鉆頭僅輕微磨損,無涂層的鉆頭已失效,說明涂層能極大提高刀具的使用壽命。劉敬在涂層鉆頭切削碳纖維板的實驗中發現與無涂層鉆頭相比,涂層鉆頭的切削性能顯著提高,主要體現在切削摩擦力變小,刀具磨損量明顯下降,被加工孔壁無毛刺、裂紋以及表面質量有所改善。楊旭等在TiSiC 涂層鉆頭鉆削CFRP/Ti疊層材料實驗中發現,涂層鉆頭能顯著降低鉆削時的軸向力,起到了保護刀具基體并延長使用壽命的作用。

近年來有關硬質合金刀具切削性能和使用壽命研究的論文不斷增多,但針對不同刃口后處理對麻花鉆性能的影響,特別是刀具刃口在切削過程中的演化規律研究仍存在空缺。本文通過實驗探究未刃口鈍化處理、已刃口鈍化處理、刃口鈍化處理且鍍涂層的麻花鉆在鉆削過程中的磨損和失效形式,進一步分析刃口鈍化和涂層對麻花鉆切削性能的影響以及探究涂層麻花鉆的刃口磨損過程。

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