对切削角度和自由角度对刀具磨损的影响

HEATS

　　对切削角度和自由角度对刀具磨损的影响的研究，是在一个铣刀头的未镀层可转位刀片上进行的。在传统的切削参数(vc= 45m/min，fz=0.03mm)上，切削楔的几何外形对刀具磨损的影响可以被忽略不计。所有的刀具都显示出极小的自由面磨损。最大的磨损量为在一个切削量Vw=470cm3之后的VB=30µm。切削角度g变量在vc=75m/min的较高速度下，显示出较大的切削角度可延长刀具的使用寿命。

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　　在采用较小的切削角度时，由于机械载荷较大，因此在刀片边缘容易产生喷溅。这种喷溅会造成刀具的早期失灵。如果切削角度较大，达到g=14°和g=20°时，则刀具的磨损就会变缓。g=20的刀具同样会出现刀片边缘喷溅，这是因为楔角b=58°较小。

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　　正向的切削角度一方面可以带来较小的工作力，刀片只会受到较小的载荷；另一方面却会生成较小的楔角度，造成不稳定的机械切割。此外，在切削速度较高时，所产生的工艺热量不能充分地从刀刃上被排走，刀具从而会受到很大的热载荷。采取g=14°切削角度的刀具可以达到最好的折衷程度，即切削力小，刀具边缘稳定，其磨损状态达到最佳。

　　除了切削角度之外，自由角度a也是刀具宏观几何外形的一个决定性的因素。在采用传统的切削参数(Vc=45m/min)对钛金属进行铣削时，所有所试验的自由角度都显示较小的磨损痕迹宽度，这些磨损主要都是磨损和大喷溅导致的(图4)。自由角度小(a=6)的刀具显示出良好的磨损状况。这与广泛认为的在加工钛合金时必须采用大自由角度的设想相违。REM对所磨损刀片进行的试验显示出刀片边缘有较小的磨蚀，但是磨蚀被限定在喷溅范围之内。总的来说，这不会导致刀具的早期失效。

　　如果把切削速度提高到vc=75m/min的话，刀具会在a=15°的自由角度和a=18°时因刀片边缘喷溅而会在很低的切削量下失效。只有当自由角度为a=6°时，才显示出一种恒定的和较低的磨损。这个自由角度的数据要明显比铝加工时通常采用的a=12～14°的自由角度来得小。【MechNet】

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