刀具磨损及耐用度

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1、第六章刀具磨损及刀具使用寿命2h主要内容6.1刀具的磨损形态6.2刀具的磨损原因6.3刀具磨损过程与磨钝标准6.4刀具使用寿命和切削用量的关系6.5刀具合理使用寿命的制定6.1刀具磨损形态正常磨损前刀面磨损后刀面磨损边界磨损非正常磨损塑性破损脆性破损刀具磨损的特点切屑底层的表面活性大，不存在氧化膜前后刀面接触压力大，温度高刀具磨损容易引起振动破坏已加工表面的质量和尺寸精度刀具磨损与机械、热和化学作用密切相关正常磨损刀具前后刀面在高温高压下产生的磨钝前刀面被磨成月牙洼后刀面形成磨损带二者同时发生并相互作用刀具磨损的形态前刀面磨损又称为月牙洼磨损产生条件加工塑性材

2、料切削速度高和厚度大时刀具材料的耐热性和耐磨性差时磨损值以月牙洼的最大深度KT表示车刀典型磨损示意图后刀面磨损在后刀面毗邻刃口处磨出的小棱面。切削脆性金属时；产生条件：切削塑性金属，进给量和速度较低时。以平均磨损宽度值VB或最大磨损宽度值VBmax表示后刀面的磨损区后刀面磨损不均匀后刀面磨损分为三个区：靠近刀尖的C区：磨损最严重(VC)中间部分的B区：磨损比较均匀(VB)靠近工件外皮的N区：边界磨损(VN)边界磨损产生部位：主切削刃和待加工表面之间副切削刃和已加工表面之间产生条件：加工硬化毛坯件有粗糙的硬皮边界磨损示意图刀具的破损塑性破损：前后刀面发生塑性流动

3、而丧失切削能力与刀具和工件材料的硬度比值有关脆性破损：崩刃；碎断剥落；裂纹6.2刀具磨损的原因硬质点(磨料)磨损粘结(冷焊)磨损扩散磨损化学(氧化)磨损刀具磨损是机械的、物理的和化学的三种作用的综合结果。硬质点磨损又称为机械磨损或磨料磨损由材料中的硬质点或积屑瘤的碎片造成在各种速度下均存在，是低速刀具磨损的主要原因与切削路程或滑移距离成正比高速钢刀具较硬质合金刀具显著粘结磨损又称为冷焊磨损粘结指工件和材料在高温高压下，接触到原子间距离时产生的冷焊现象是摩擦面的塑性变形所造成的各种刀具材料均可能发生粘结磨损粘结程度取决于二者的亲和力、硬度比、切削温度、刀具表面形

4、状和金相组织等粘结强度系数粘结强度系数单位粘结力和刀具材料的抗拉强度之比比值越大，粘结磨损程度越大温度越高，粘结系数越大，磨损越严重切削钢材时应选用YT类合金硬质合金与合金钢的粘结温度不同刀具材料的粘结强度系数扩散磨损与冷焊磨损、磨料磨损同时产生前刀面上温度最高处扩散作用最强烈影响扩散磨损速度的因素有：切削温度刀具材料的化学成分切屑的流动速度硬质合金与钢之间的扩散化学磨损又称为氧化磨损刀具材料与周围介质产生化学反应切削液或介质的活性越大，磨损越严重例子：不能用金刚石刀具切削黑色金属切削速度对磨损强度的影响刀具的磨损过程初期磨损阶段曲线斜率大，刀具磨损快与刃磨质

5、量有关正常磨损阶段磨损比较缓慢均匀是刀具的有效工作阶段急剧磨损阶段刀具的磨损过程图刀具的磨钝标准刀具的磨损极限常以刀具后刀面磨损值作为磨钝标准ISO：1/2被吃刀量处后刀面的宽度VB自动化刀具：刀具径向磨损量NB刀具的径向磨损量制定磨钝标准应考虑的因素刀具的合理使用工件表面的粗糙度工件的尺寸精度工件材料的切削加工性刀具制造和刃磨的难易程度车刀的磨钝标准(ISO)高速钢或陶瓷刀具破损后刀面有规则的磨损，VB=0.3mm后刀面无规则的磨损，VB=0.6mm硬质合金刀具VB=0.3mm后刀面无规则的磨损，VB=0.6mm前刀面磨损量KT=0.06+0.3f6.4刀具

6、的使用寿命刀具使用寿命：刀具两次刃磨之间总的切削时间，T新刀从开始切削直到磨损达到磨钝标准时总的切削时间达到磨钝标准时总的切削行程精加工时，用工件数量或走刀次数表示刀具总寿命和使用寿命刀具使用寿命≠刀具的总寿命总寿命指新刀从开始切削直至报废为止的总切削时间总寿命=使用寿命×刃磨次数使用寿命衡量刀具材料切削性能的优劣使用寿命衡量工件材料的可切削加工性切削速度和使用寿命的关系速度是影响使用寿命的主要因素提高速度，刀具使用寿命降低泰勒公司是选择切削速度的重要依据泰勒公司的使用是有条件的刀具使用寿命公式著名的泰勒公式选择切削速度的重要依据m表示切削速度对耐用度的影响程

7、度m越小，速度对耐用度的影响就越大m与刀具的材料有关C0系数与工件的材料和切削条件有关不同刀具材料的使用寿命比较广义泰勒公式根据单因素法，求得广义泰勒公式为：C:使用寿命系数，与材料和切削条件有关x,y,z:指数，一般x＞y＞z。刀具使用寿命的曲线变化图切削用量的优选原则根据公式可知速度对耐用度的影响最大(指数最大)进给量的影响次之背吃刀量的影响最小优选顺序是先选大的背吃刀量再选大进给量最后选择切削速度6.5刀具合理使用寿命的制定刀具使用寿命直接影响生产效率和成本合理的刀具使用寿命应根据优化目标确定合理的刀具使用寿命分为最高生产率使用寿命最低成本使用寿命(经济

8、使用寿命)使用寿命和效率、成本的关系图