1、模块一 金属切削原理,知识点,刀具磨损的形态 刀具磨损的原因 刀具耐用度 影响刀具耐用度的因素,技能点,掌握分析刀具磨损的原因 正确认识影响刀具耐用度的因素,课题三 刀具磨损和耐用度,刀具在切削过程中与切屑、工件之间产生剧烈的挤压、摩擦，从而产生磨损。刀具磨损后，会缩短刀具的使用时间，降低表面质量，增加刀具材料的损耗，因此，刀具磨损是影响生产效率、加工质量和成本的一个重要因素。,一 . 课题分析,二.相关知识,1.后面磨损,当切削脆性材料或以较小的背吃刀量切削塑性材料时，由于刀具主后刀面 与工件过渡表面间存在着强烈的摩擦，在后刀面毗邻切削刃的部位磨损成小棱面。后刀面磨损量以后刀面上磨损宽度值V
2、B表示，,3.前面和后面同时磨损,一般在以中等切削用量加工塑性金属材料时会出现这种形式磨损。,在切削速度较高、背吃刀量较大且不用切削液的情况下加工塑性材料时， 切屑将在前刀面磨出月牙洼。前刀面的磨损量以月牙洼的最大深度KT表示，,2.前面磨损,切削过程中刀具的磨损与一般机械零件的磨损 有显著的不同：刀具与切屑、工件间的接触表面经 常是新鲜表面；前、后刀面上的接触压力很大，有 时超过被切材料的屈服强度;接触面的温度也很高， 如硬质合金加工钢料时可达8001000.因此，刀 具磨损是机械的、热的和化学的三种作用的综合结 果。,在切削过程中，刀具上经常被一些硬质点刻出深浅不一的沟痕，从而产生的磨损。
3、磨粒磨损对高速钢作用较明显。,1.磨粒磨损,刀具与工件材料接触到原子间距离时产生的结 合现象，称粘结。粘结磨损就是由于接触面滑动在 粘结处产生剪切破坏造成。低、中速切削时，粘结 磨损是硬质合金刀具的主要磨损原因。,切削时在高温作用下，接触面间分子活动能量 大，造成了合金元素相互扩散置换，使刀具材料机 械性能降低，若再经摩擦作用，刀具容易被磨损。 扩散磨损是一种化学性质的磨损。,（3）扩散磨损,（2）粘结磨损,当刀具上最高温度超过材料相便温度时，刀 具表面金相组织发生变化。如马氏体组织转变为 奥氏体，使硬度下降，磨损加剧。因此，工具钢 刀具在高温时均用此类磨损。,氧化磨损是一种化学性质的磨损。,
4、（5）氧化磨损,（4）相变磨损,1.刀具磨损过程,切削用量、刀具材料、刀具几何形状、工件材料以及是否使用切削液等，也都会影响刀具的磨损(tool wear) 。在切削用量中，增大切削速度切削温度随之增高，对刀具磨损的影响最大，进给量f次之，背复杂的吃刀量ap最小。耐热性好的刀具材料，就不易磨损。适当加大刀具前角，由于减小了切削力，可减少刀具的磨损。,1. 刀具耐用度的定义,刀具耐用度（现称刀具寿命）是指一把刃磨好的新刀从投入使用直至达到磨钝标准所经历的实际切削时间，用T表示 。 刀具耐用度是衡量刀具材料切削性能、工件材料的切削加工性及刀具几何参数是否合理的重要参数。,2. 刀具耐用度方程,当用
5、硬质合金车刀切削b=0.736GPa的碳素钢时， （CT与工件材料、刀具材料和其他切削条件有关的常数）。实验公式为,3.影响刀具耐用度的因素,各因素变化对刀具耐用度的影响，主要是通过它们对切削温度的影响而起作用的。凡是影响切削温度的因素都影响刀具的耐用度。,ap、f、vc增大，刀具耐用度T减小，且vc影响最大，f次之，ap最小。所以在优选切削用量以提高生产率时，选择先后顺序为：首先选择一个尽量大的ap，其次根据加工条件和要求选取允许的最大的进给量f，最后在刀具耐用度和机床功率允许的情况下选取最大的切削速度vc 。,(1)切削用量,1)前角 前角增大，切削温度降低，刀具耐用度增高；但前角太大，切
6、削刃强度低、散热差，且易于破损，刀具耐用度T反而下降了。 2)主、副偏角 刀尖圆弧半径增大、主偏角减小，刀具强度增加，散热条件得到改善，故刀具耐用度增高。适当减小副偏角和增大刀尖圆弧半径都能提高刀具强度，改善散热条件，使刀具耐用度增高。,(2)刀具几何参数,工件材料的强度、硬度越高，产生的切削温度越高，故刀具耐用度越低。此外，工件材料的伸长率越大或热导率越小，切削温度越高，刀具耐用度越低。,刀具材料的高温硬度越高，耐磨性越好，刀具耐用度也越高。但在有冲击切削、重型切削和难加工材料切削时，影响刀具耐用度的主要因素是冲击韧度和抗弯强度。韧性越好，抗弯强度越高，刀具耐用度越高，越不易产生破损。,(3)工件材料,(4)刀具材料,复杂的、高精度的、多刃的刀具耐用度应选得比简单的、低精度的、单刃的刀具高。 对于机夹可转位刀具，由于换刀时间短，为使切削刃始终处于锋利状态，刀具耐用度可选得低些。 对于换刀、调刀比较复杂的数控刀具、自动线刀具以及多刀加工时，刀具耐用度应选得高些，以减少换刀次数，保证整机和整线的可靠工作。 精加工刀具切削负荷小，刀具耐用度应比粗加工刀具选得高些。 大件加工时，为避免一次进给中中途换刀，刀具耐用度应选得高些。,
