1、3 4刀具磨损 破损及使用寿命 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 一 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 后刀面磨损切铸铁或v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 边界处的加工硬化层 硬质点 较大的应力梯度和温度梯度所造成 二 刀具磨损的原因 一 磨料磨损切屑或工件表面上
2、的硬质点 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 磨料磨损是刀具磨损的主要原因 HSS刀 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 化学磨损一定温度下 刀材与空气中的氧
3、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 三 刀具磨损过程及磨钝标准 一 刀具磨损过程1 初期磨损阶段与刀具刃磨质量有关2 正常磨损阶段VB与切削时间近似正比斜率表示磨损强度3 急剧磨损阶段切削力 温度急升 刀具磨损加剧 之前换刀 二 刀具磨损标准刀具磨损到一定限度后就不能继续使用 这个磨损限度称为磨钝标准 1 小厂 有经验工人根据一些现象来判断刀具是否磨钝 2 ISO标准规定以1 2ap处的VB值作为刀具的磨钝标准 在不同的加工条件下 磨钝标准的具体数值是
4、不同的 粗车碳素钢0 6 0 8粗车铸铁0 8 1 2粗车合金钢0 4 0 5精车碳钢0 1 0 3系统刚性大 HSS VB值较大 系统刚性小 Y合金 VB值较小3 自动化精加工刀具 以径向磨损量NB作为磨钝标准 四 刀具使用寿命及其与切削用量的关系 一 刀具使用寿命T刀具刃磨后开始切削到磨损量达到磨钝标准为止的切削时间 刀具总使用寿命 刀具从开始使用到报废为止的总切削时间 刀具总使用寿命 刀具使用寿命 刃磨次数 二 刀具使用寿命与切削速度的关系工件 刀具材料和刀具几何形状确定后 v对T影响最大 通过实验得经验公式 vTm C0指数m表示v对T的影响程度 Y合金 m 0 2 0 4 HSS m 0 1 0 125 m越小 则v对T的影响越大 系数C0 与刀具 工件材料和切削条件有关 三 刀具使用寿命与切削用量的关系经过实验得类似关系式 fTn C1apTp C2综合可得到切削用量与刀具使用寿命的关系式 令x 1 m y 1 n z 1 p 则 用YT5车削 b 0 637GPa碳钢时 由上式看出 切削用量 T 其中速度v对T影响最大 进给量f次之 背吃刀量ap影响最小 与对温度 影响一致 切削热和切削温度
