刀具磨损破损和刀具耐用度课件.ppt

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1、第一节刀具磨损的形态刀具失效形式：磨损（正常工作时逐渐产生的损耗）破损（突发的破坏，随机的）刀具的磨损形式（一）前刀面磨损切塑性材料，v和ac较大时，在前刀面上形成月牙洼磨损，以最大深度KT表示（二）后刀面磨损切铸铁和ac较小切塑性材料时，主要发生这种磨损。后刀面磨损带不均匀，刀尖部分磨损严重，最大值为VC；中间部位磨损较均匀，平均磨损宽度以VB表示；边界处磨损严重，以VN表示。（三）边界磨损切钢料时，主刃、副刃与工件待加工表面或已加工表面接触处磨出沟纹，称为边界磨损。边界处较大的应力梯度和温度梯度、加工硬化层所造成。第二节刀具磨损

2、的原因（一）硬质点磨损工件表面上的硬质点（杂质、碳化物、氧化物等）对刀具表面刻划作用造成的机械磨损。低速切削时，硬质点磨损是刀具磨损的主要原因。（二）粘结磨损刀具与切屑、工件间存在高温高压和强烈摩擦，达到原子间结合而产生粘结现象，又称为冷焊。相对运动使粘接点破裂而被工件材料带走，造成粘结磨损。中速切削形成不稳定积屑瘤时，磨损严重；刀工材料硬度比小亲合力大时磨损严重；刀具刃磨质量差磨损严重。（三）扩散磨损刀具与切屑、工件接触处由于高温作用，双方化学元素在固态下互相扩散，使刀材成分、结构改变造成磨损。切削温度越高扩散越快；刀工材料亲合力

3、越大扩散越快；高速切削时扩散磨损是刀具磨损的主要原因。（四）化学磨损（氧化磨损）一定温度下，刀材与空气中的氧、切削液中的硫、氯起化学作用，生成较软的化合物，造成刀具磨损。化学磨损是边界磨损原因之一；主要发生在较高速切削条件下。（五）热电磨损切削区高温，在刀工间产生热电势加快扩散加剧刀具磨损。第三节刀具磨损过程及磨钝标准一、刀具的磨损过程对切削过程中刀具后刀面磨损量VB进行定时(或定切削行程)测量可得刀具磨损过程的典型磨损曲线。刀具磨损过程可分为三个阶段：(1)初期磨损阶段新刃磨的刀具刚投入使用,后刀面与工件的实际接触而积很小，单位面

4、积上承受的正压力较大，再加上刚刃磨后的后刀面微观凸凹不平，刀具磨损速度很快,此阶段称为刀具的初期磨损阶段。刀具刃磨以后如能用细粒度磨粒的油石对刃磨面进行研磨,可以显著降低刀具的初期磨损量。(2)正常磨损阶段经过初期磨损后，刀具后刀面与工件的接触面积增大，单位面积上承受的压力逐渐减小，刀具后刀面的微观粗糙表面已经磨平，因此磨损速度变慢，此阶段称为刀具的正常磨损阶段。它是刀具的有效工作阶段。(3)急剧磨损阶段当刀具磨损量增加到一定限度时，切削力、切削温度将急剧增高，刀具磨损速度加快．直至丧失切削能力，此阶段称为急剧磨损阶段。在急剧磨损阶

5、段让刀具继续工作是一件得不偿失的事倩，既保证不了加工质量，又加速消耗刀具材料，如出现刀刃崩裂的情况，损失就更大。刀具在进入急剧磨损阶段之前必须更换。二、刀具磨钝标准刀具的磨钝标准即指所规定的刀具磨损量的极限值，或不能继续使用的限度。生产中，控制刀具磨损量的方法，主要是根据切削中发生的一些现象来判断刀具是否已经磨钝。例如：粗加工时，观察加工表面是否出现亮带，切屑的颜色和形状的变化，以及是否出现不正常的声音和振动现象等。精加工时可观察加工表面粗糙度变化，以及测量加工零件形状和尺寸的精度等。如发现异常现象就要及时换刀。一般刀具都要发生后刀

6、面磨损，而且测量也比较方便。因此，国际标准ISO统一规定以1／2背吃刀量处后刀面上测定的磨损带宽VB作为刀具磨钝标准。自动化生产中使用的精加工刀具，从保证工件尺寸精度考虑，常以刀具的径向尺寸磨损量NB作为衡量刀具的磨钝标准。制订刀具的磨钝标准时，既要考虑充分发挥刀具的切削能力，又要考虑保证工件的加工质量。精加工时磨钝标准取较小值，粗加工时取较大值；工艺系统刚性差时，磨钝标准取较小值；切削难加工材料时，磨钝标准也要取较小值。第四节刀具耐用度的经验公式及刀具耐用度的分布1.刀具耐用度定义从刀具刃磨后开始切削，到其磨损量达到刀具磨钝标准所

7、经过的总切削时间。这实际上也是表示刀具切削性能的一个指标，或刀具耐磨损性能的表示，以下用符号T表示。影响刀具磨损的因素很多，但当工件材料、刀具材料和刀具几何形状选定之后，其耐用度的大小就主要与切削用量有关。刀具耐用度的经验公式实验方法按ISO国际标准对车刀耐用度试验的规定：当切削刃磨损均匀时，取VB=0.3mm；磨损不均匀时则取VBmax=0.6mm。固定其它的切削条件，在常用的切削范围内，取不同的切削速度vl、v2…，对应的耐用度Tl、T2…。在对数坐标纸上定出各点(vl，T1)、(v2，T2)、（v3，T3)、…。可得：在一定切

8、削速度范围内，它们基本上是在一条直线上。这就是刀具磨损耐用度曲线。刀具磨损耐用度直线的方程为：logv=-mlogT+logC0故vTm=C0式中v——切削速度(m／min)；T——刀具耐用度(min)；m——指数，表示v—T之间影响