机械制造技术课件5刀具磨损与刀具耐用度.ppt

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1、3.2.3刀具磨损与刀具耐用度l刀具磨损形式（1）后面磨损：切削脆性材料，切削塑性材料hD<0.1mm用后刀面平均磨损宽度VB表示。（2）前面磨损（月牙磨损）：切削塑性材料hD>0.5mm用月牙洼最大深度KT表示。（3）前后面同时磨损：切削塑性材料hD在0.1~0.5mm之间大多数情况下前、后刀具都有磨损，后刀面磨损对加工质量影响最大，测量方便，通常以VB来表示刀具磨损程度。金属切削过程刀具磨损与刀具寿命l刀具磨损过程初期磨损阶段：刀具表面粗糙度大、单位面积压力高，磨损快。正常磨损阶段急剧磨损阶段：磨损后切削温度升高，磨损量急剧增加。金

2、属切削过程l刀具磨损的原因：1.机械摩擦磨损：磨粒磨损、粘结磨损2.热效应磨损：相变磨损-----高速钢刀具氧化磨损、扩散磨损------硬质合金刀具l刀具寿命及其影响因素磨钝标准：通常指刀具后刀面允许的最大磨损量。刀具寿命T：刀具开始切削到达到磨钝标准中切削时间。影响刀具寿命的因素：切削用量；工件材料；刀具材料及几何角度；其它因素。切削用量中采用尽可能大的背吃刀量，采用能满足已加工表面粗糙度要求的尽可能大的进给量，再根据所确定的刀具寿命值，按切削用量与刀具寿命的关系公式计算切削速度。切削用量对刀具寿命的影响程度与切削用量对切削温度θ的

3、影响程度是一致的，切削速度对刀具寿命的影响最大，其次是进给量，背吃刀量的影响很小。金属切削过程3.3切削过程基本规律3.3切屑的控制l切屑的形成：推挤作用切割作用崩碎切屑：不规则屑片，较低vc，较大ap，f加工脆性金属时产生。l切屑的种类（不考虑刀具断屑等因素的影响）带状切屑：上表面毛茸状，下表面光滑的连续切屑，大γ0，高vc，小ap，f加工塑性金属时产生。节状（挤裂）切屑：上表面锯齿状，下表面光滑的连续切屑，较低vc，较大ap，f加工中等硬度塑性金属时产生。粒状（单元）切屑：菱形单元分离体，较低vc，较大ap，f加工硬度较高塑性较差金

4、属时产生。金属切削过程切屑的折断金属切削过程中产生的切屑是否易折断，与工件材料的性能及切屑变形有密切关系。工件材料的强度越高、延伸率越大、韧性越高，切屑越不易折断。如合金钢、不锈钢等就较难断屑。而铸铁、铸钢等就较易断屑。在前刀面上磨出或压制出卷屑槽，迫使切屑流入槽内经受卷曲变形。经附加变形后的切屑进一步硬化，当它再受到弯曲和冲击就很容易被折断。磨制断屑槽常用的断屑槽型式：直线圆弧型，直线型，全圆弧型。直线圆弧型和直线型断屑槽:适用于切削碳素钢、合金结构钢、工具钢等，一般前角在γo＝5o～15o。全圆弧型:前角比较大，γo＝25o～35o

5、。适用于切削紫铜、不锈钢等高塑性材料。影响断屑的主要参数有：槽宽Wn，槽深hBn。槽宽Wn应保证切屑在流出槽时碰到断屑台，以使切屑卷曲折断。进给量大，切削厚时，可以适当增加槽宽WBn。图2-35断屑槽型式(a)直线圆弧型(b)直线型(c)全圆弧型断屑槽在前刀面的位置有三种型式：（a）平行式；（b）外斜式；（c）内斜式。其中外斜式最常用，平行式次之。内斜式主要用于背吃刀量ap较小的半精加工和精加工。切削用量对断屑的影响切削用量的变化对断屑产生影响，选择合适的切削用量，能增强断屑效果。在切削用量参数中，进给量f对断屑影响最大。进给量f增大，

6、切削厚度也增大，碰撞时容易折断。切削速度υc和背吃刀量ap对断屑影响较小，不过，背吃刀量ap增加，切削层宽度增加，断屑困难增大；切削速度提高，断屑效果下降。刀具几何参数对断屑的影响对断屑影响较大的是主偏角κr。在进给量不变的情况下，主偏角κr增大，切屑厚度相应增大，切屑也容易折断。因此，在生产中希望有较好的断屑效果时，一般选取较大的主偏角，一般κr＝60o～90o。刃倾角λs的变化对切屑流向产生影响，因而也影响断屑效果。刃倾角为－λs时，切屑流向已加工表面折断；刃倾角为＋λs时，切屑流向待加工表面折断3.3.2工件材料的切削加工性加工性

7、等级名称及种类相对加工性Kr1很易切削材料一般有色金属〉3.02容易切削材料易切钢2.5~3.03较易切削钢1.6~2.54普通材料一般钢与铸铁1.0~1.65稍难切削材料0.65~1.06难切削材料较难切削材料0.5~0.657难切削材料0.15~0.58很难切削材料<0.15材料切削加工性影响因素材料硬度；材料塑性和韧性；材料强度；弹性模量E；导热系数；其它因素。改善措施（1）选用切削性好材料及表面状态好的材料（2）热处理改善切削加工性，中、低碳钢正火处理；高碳钢球化退火；（中碳及中碳合金钢）调质钢调质处理。（3）选用合理的刀具材料

8、及刀具角度（4）特种切削加工：振动切削；加热切削；低温切削。3.3.2影响切削加工性的因素及其改善措施材料切削加工性3.3.3切削液合理地选用冷却润滑液切削速度可提高5%~20%，刀具寿命明显提高，加工表面