機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版36刀具磨損和刀具壽命課件

1、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版36刀具磨損刀具磨損和刀具壽命和刀具壽命1 13.6 3.6 刀具磨損與刀刀具磨損與刀具壽命具壽命機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版36刀具磨損刀具磨損和刀具壽命和刀具壽命2 2一、刀具磨損形態(tài)和磨損機(jī)制一、刀具磨損形態(tài)和磨損機(jī)制 切削過程中，隨著切屑的不斷產(chǎn)生和切除，刀切削過程中，隨著切屑的不斷產(chǎn)生和切除，刀具本身也要逐漸磨損或發(fā)生破損具本身也要逐漸磨損或發(fā)生破損( (如崩刃、碎斷、如崩刃、碎斷、剝落。裂紋等剝落。裂紋等) )。 刀具磨損后，刀具磨損后，使工件加工精度降低，表面粗糙使工件加工精度降低，表面粗糙度增大，并導(dǎo)致切削力和切削溫度

2、升高，甚至產(chǎn)生度增大，并導(dǎo)致切削力和切削溫度升高，甚至產(chǎn)生振動(dòng)振動(dòng)使其不能繼續(xù)正常工作。因此刀具磨損直接影使其不能繼續(xù)正常工作。因此刀具磨損直接影響響加工效率、加工質(zhì)量和成本。加工效率、加工質(zhì)量和成本。 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版36刀具磨損刀具磨損和刀具壽命和刀具壽命3 3 1. 1.刀具磨損的形式刀具磨損的形式 切削時(shí)，切削時(shí)，刀具的前、后刀面與切屑及已加工表面相接觸，刀具的前、后刀面與切屑及已加工表面相接觸，產(chǎn)生劇烈摩擦。產(chǎn)生劇烈摩擦。在接觸區(qū)內(nèi)有相當(dāng)高的溫度和壓力。因此在前在接觸區(qū)內(nèi)有相當(dāng)高的溫度和壓力。因此在前后刀面上都會(huì)發(fā)生磨損。但它們的磨損情況有各自不同的特點(diǎn)，

3、后刀面上都會(huì)發(fā)生磨損。但它們的磨損情況有各自不同的特點(diǎn)，而且相互影響而且相互影響. .刀具磨損形式有以下幾種：刀具磨損形式有以下幾種： 前刀面磨損前刀面磨損 后刀面磨損后刀面磨損 邊界磨損邊界磨損機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版36刀具磨損刀具磨損和刀具壽命和刀具壽命4 4n(1)(1)前刀面磨損前刀面磨損( (月牙洼磨損月牙洼磨損) ) n切削塑性材料時(shí)，如果切削速度和切削厚度較大，切屑在前刀向上經(jīng)常切削塑性材料時(shí)，如果切削速度和切削厚度較大，切屑在前刀向上經(jīng)常會(huì)磨出一個(gè)月牙洼。會(huì)磨出一個(gè)月牙洼。n出現(xiàn)月牙洼的部位就是切削溫度最高的部位。出現(xiàn)月牙洼的部位就是切削溫度最高的部位。n

4、月牙洼和切削刃之間有一條小棱邊，月牙洼隨著刀具磨損不斷變大，當(dāng)月牙洼和切削刃之間有一條小棱邊，月牙洼隨著刀具磨損不斷變大，當(dāng)月牙洼擴(kuò)展到使棱邊變得很窄時(shí)，切削刃強(qiáng)度降低，極易導(dǎo)致崩刃。月牙洼擴(kuò)展到使棱邊變得很窄時(shí)，切削刃強(qiáng)度降低，極易導(dǎo)致崩刃。n月牙洼磨損量月牙洼磨損量以其深度以其深度ktkt表示表示 。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版36刀具磨損刀具磨損和刀具壽命和刀具壽命5 5n(2)(2)后刀面磨損后刀面磨損 由于后刀面和加工表面間的強(qiáng)烈摩擦，后由于后刀面和加工表面間的強(qiáng)烈摩擦，后刀面靠近切削刃部位會(huì)逐漸地被磨成后角為零的小棱面，這刀面靠近切削刃部位會(huì)逐漸地被磨成后角為零的小

5、棱面，這種磨損形式稱作種磨損形式稱作后刀面磨損后刀面磨損。n 切削鑄鐵和以較小的切削厚度、較低的切削速度切削塑切削鑄鐵和以較小的切削厚度、較低的切削速度切削塑性材料時(shí)，后刀面磨損是主要形態(tài)。性材料時(shí)，后刀面磨損是主要形態(tài)。n 后刀面上的磨損棱帶往往不均勻，刀尖附近后刀面上的磨損棱帶往往不均勻，刀尖附近(c(c區(qū)區(qū)) )因強(qiáng)度因強(qiáng)度較差，散熱條件不好，磨損較大；中間區(qū)域較差，散熱條件不好，磨損較大；中間區(qū)域(b(b區(qū)區(qū)) )磨損較均磨損較均勻，其勻，其平均磨損寬度以平均磨損寬度以vbvb表示表示。 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版36刀具磨損刀具磨損和刀具壽命和刀具壽命6 6n(3)

6、(3)邊界磨損邊界磨損 切削鋼料時(shí)，切削鋼料時(shí)，常在主切削刃靠近工件外皮處常在主切削刃靠近工件外皮處( (圖圖中的中的n n區(qū)區(qū)) )和副切削刃靠近刀尖處和副切削刃靠近刀尖處，磨出較深的溝，磨出較深的溝紋，這種磨損稱作邊界磨損。紋，這種磨損稱作邊界磨損。n溝紋的位置在主切削刃與工件待加工表面、副切溝紋的位置在主切削刃與工件待加工表面、副切削刃與已加工表面接觸的部位削刃與已加工表面接觸的部位 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版36刀具磨損刀具磨損和刀具壽命和刀具壽命7 72. 2. 刀具磨損的原因刀具磨損的原因 由于工件材料、刀具材料種類很多，切削條件變化很由于工件材料、刀具材料種類很

7、多，切削條件變化很大，因此刀具磨損的形式各不相同，其磨損的原因也很大，因此刀具磨損的形式各不相同，其磨損的原因也很復(fù)雜。刀具在正常磨損的情況下，其主要原因包括：復(fù)雜。刀具在正常磨損的情況下，其主要原因包括： 機(jī)械磨損機(jī)械磨損 熱磨損熱磨損 化學(xué)磨損化學(xué)磨損 機(jī)械磨損是由工件材料中硬質(zhì)點(diǎn)的刻劃作用引起，機(jī)械磨損是由工件材料中硬質(zhì)點(diǎn)的刻劃作用引起，而熱磨損和化學(xué)磨損是由粘結(jié)、擴(kuò)散、腐蝕等引起。而熱磨損和化學(xué)磨損是由粘結(jié)、擴(kuò)散、腐蝕等引起。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版36刀具磨損刀具磨損和刀具壽命和刀具壽命8 8 （1 1）硬質(zhì)點(diǎn)磨損）硬質(zhì)點(diǎn)磨損 這主要是由于工件材料中的這主要是由于

8、工件材料中的雜質(zhì)、基體組織中所含的碳化雜質(zhì)、基體組織中所含的碳化物、氮化物和氧化物等硬質(zhì)點(diǎn)物、氮化物和氧化物等硬質(zhì)點(diǎn)，以及積屑瘤的碎片以及積屑瘤的碎片等所造成的等所造成的機(jī)械磨損。它們?cè)诘毒弑砻嫔蟿澇鰴C(jī)械磨損。它們?cè)诘毒弑砻嫔蟿澇鲆粭l條溝紋。一條條溝紋。 各種切削速度下刀具都會(huì)產(chǎn)生硬質(zhì)點(diǎn)磨損，但低速時(shí)它是各種切削速度下刀具都會(huì)產(chǎn)生硬質(zhì)點(diǎn)磨損，但低速時(shí)它是刀具磨損的主要原因。刀具磨損的主要原因。因?yàn)檫@時(shí)切削溫度較低，其它各種形式因?yàn)檫@時(shí)切削溫度較低，其它各種形式的磨損還不顯著。的磨損還不顯著。 一般可以認(rèn)為，由一般可以認(rèn)為，由硬質(zhì)點(diǎn)磨損產(chǎn)生的磨損量與切削路程或硬質(zhì)點(diǎn)磨損產(chǎn)生的磨損量與切削路程或刀

9、具與工件相對(duì)滑動(dòng)距離成正比。刀具與工件相對(duì)滑動(dòng)距離成正比。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版36刀具磨損刀具磨損和刀具壽命和刀具壽命9 9（2 2）粘結(jié)磨損）粘結(jié)磨損 由于刀具與工件之間接觸面上存在足夠大的壓力和溫度，由于刀具與工件之間接觸面上存在足夠大的壓力和溫度，塑性變形所形成的新鮮表面與刀具表面接觸到原子間距離，塑性變形所形成的新鮮表面與刀具表面接觸到原子間距離，將產(chǎn)生將產(chǎn)生結(jié)合現(xiàn)象或粘結(jié)、冷焊現(xiàn)象結(jié)合現(xiàn)象或粘結(jié)、冷焊現(xiàn)象，兩摩擦表面的粘，兩摩擦表面的粘結(jié)點(diǎn)因相對(duì)運(yùn)動(dòng)，晶?；蚓ЯＨ菏芗艋蚴芾粚?duì)方結(jié)點(diǎn)因相對(duì)運(yùn)動(dòng)，晶?；蚓ЯＨ菏芗艋蚴芾粚?duì)方帶走，帶走，是造成刀具粘結(jié)磨損的原

10、因。是造成刀具粘結(jié)磨損的原因。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版36刀具磨損刀具磨損和刀具壽命和刀具壽命1010 （3 3）擴(kuò)散磨損）擴(kuò)散磨損 由于切削過程中產(chǎn)生的切削溫度高，而且刀具表面始終由于切削過程中產(chǎn)生的切削溫度高，而且刀具表面始終與被切出的切屑和工件的新鮮表面相接觸和摩擦，它們具有與被切出的切屑和工件的新鮮表面相接觸和摩擦，它們具有巨大的化學(xué)活動(dòng)性，所以巨大的化學(xué)活動(dòng)性，所以兩摩擦面的化學(xué)元素有可能相兩摩擦面的化學(xué)元素有可能相互擴(kuò)散，因而使雙方的化學(xué)成分都發(fā)生變化，削弱互擴(kuò)散，因而使雙方的化學(xué)成分都發(fā)生變化，削弱刀具材料的切削性能，刀具材料的切削性能，從而加速刀具的磨損。擴(kuò)

11、散速度從而加速刀具的磨損。擴(kuò)散速度隨切削溫度升高而加快。隨切削溫度升高而加快。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版36刀具磨損刀具磨損和刀具壽命和刀具壽命1111（4 4）化學(xué)磨損）化學(xué)磨損 化學(xué)磨損是在一定溫度下，化學(xué)磨損是在一定溫度下，刀具材料與某些周圍刀具材料與某些周圍介質(zhì)介質(zhì)( (如空氣中的氧、切削液中的極壓添加劑硫，氯如空氣中的氧、切削液中的極壓添加劑硫，氯等等) )起化學(xué)作用，起化學(xué)作用，在刀具表面形成一層硬度較低的化合物而在刀具表面形成一層硬度較低的化合物而被切屑帶走，加速刀具磨損；或者因?yàn)榈毒卟牧媳荒撤N介質(zhì)腐被切屑帶走，加速刀具磨損；或者因?yàn)榈毒卟牧媳荒撤N介質(zhì)腐蝕，造成

12、刀具磨損。蝕，造成刀具磨損。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版36刀具磨損刀具磨損和刀具壽命和刀具壽命1212二、刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)二、刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)1.1.刀具的磨損過程刀具的磨損過程 對(duì)切削過程中刀具后刀面磨損量對(duì)切削過程中刀具后刀面磨損量vbvb進(jìn)行定時(shí)進(jìn)行定時(shí)( (或定切削行程或定切削行程) )測(cè)量可得刀具磨損過程的典型磨損曲線。刀具磨損過程可分為測(cè)量可得刀具磨損過程的典型磨損曲線。刀具磨損過程可分為三個(gè)階段：三個(gè)階段：機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版36刀具磨損刀具磨損和刀具壽命和刀具壽命1313n(1)(1)初期磨損階段初期磨損階段 新刃磨的刀具剛

13、投入使用新刃磨的刀具剛投入使用, ,后刀面與工件的實(shí)際后刀面與工件的實(shí)際接觸而積很小，單位面積上承受的正壓力較大，再接觸而積很小，單位面積上承受的正壓力較大，再加上剛?cè)心ズ蟮暮蟮睹嫖⒂^凸凹不平，刀具磨損速加上剛?cè)心ズ蟮暮蟮睹嫖⒂^凸凹不平，刀具磨損速度很快度很快, ,此階段稱為刀具的初期磨損階段。此階段稱為刀具的初期磨損階段。 刀具刃磨以后如能用細(xì)粒度磨粒的油石對(duì)刃磨刀具刃磨以后如能用細(xì)粒度磨粒的油石對(duì)刃磨面進(jìn)行研磨面進(jìn)行研磨, ,可以顯著降低刀具的初期磨損量?？梢燥@著降低刀具的初期磨損量。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版36刀具磨損刀具磨損和刀具壽命和刀具壽命1414n(2)(2)

14、正常磨損階段正常磨損階段 經(jīng)過初期磨損后，刀具后刀面與工件的接經(jīng)過初期磨損后，刀具后刀面與工件的接觸面積增大，單位面積上承受的壓力逐漸減觸面積增大，單位面積上承受的壓力逐漸減小，刀具后刀面的微觀粗糙表面已經(jīng)磨平，小，刀具后刀面的微觀粗糙表面已經(jīng)磨平，因此磨損速度變慢，此階段稱為刀具的正常因此磨損速度變慢，此階段稱為刀具的正常磨損階段。它是刀具的有效工作階段。磨損階段。它是刀具的有效工作階段。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版36刀具磨損刀具磨損和刀具壽命和刀具壽命1515n(3)(3)急劇磨損階段急劇磨損階段 當(dāng)?shù)毒吣p量增加到一定限度時(shí)，切削力、切削當(dāng)?shù)毒吣p量增加到一定限度時(shí)，切

15、削力、切削溫度將急劇增高，刀具磨損速度加快直至喪失切溫度將急劇增高，刀具磨損速度加快直至喪失切削能力，此階段稱為急劇磨損階段。削能力，此階段稱為急劇磨損階段。 在急劇磨損階段讓刀具繼續(xù)工作是一件得不償失在急劇磨損階段讓刀具繼續(xù)工作是一件得不償失的事倩，既保證不了加工質(zhì)量，又加速消耗刀具材的事倩，既保證不了加工質(zhì)量，又加速消耗刀具材料，如出現(xiàn)刀刃崩裂的情況，損失就更大。刀具在料，如出現(xiàn)刀刃崩裂的情況，損失就更大。刀具在進(jìn)入急劇磨損階段之前必須更換。進(jìn)入急劇磨損階段之前必須更換。 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版36刀具磨損刀具磨損和刀具壽命和刀具壽命16162.2.刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具磨

16、鈍標(biāo)準(zhǔn) 刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)即指所規(guī)定的刀具磨損量的極刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)即指所規(guī)定的刀具磨損量的極限值，或不能繼續(xù)使用的限度。限值，或不能繼續(xù)使用的限度。 生產(chǎn)中，控制刀具磨損量的方法，主要是根據(jù)生產(chǎn)中，控制刀具磨損量的方法，主要是根據(jù)切削中發(fā)生的一些現(xiàn)象來判斷刀具是否已經(jīng)磨鈍。切削中發(fā)生的一些現(xiàn)象來判斷刀具是否已經(jīng)磨鈍。 例如：例如：粗加工時(shí)，觀察粗加工時(shí)，觀察加工表面是否出現(xiàn)亮帶，切屑的加工表面是否出現(xiàn)亮帶，切屑的顏色和形狀的變化，以及是否出現(xiàn)不正常的聲音和振動(dòng)現(xiàn)象顏色和形狀的變化，以及是否出現(xiàn)不正常的聲音和振動(dòng)現(xiàn)象等。等。 精加工精加工時(shí)可觀察時(shí)可觀察加工表面粗糙度變化，以及測(cè)量加工零加工表面粗糙

17、度變化，以及測(cè)量加工零件形狀和尺寸的精度件形狀和尺寸的精度等。如發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象就要及時(shí)換刀。等。如發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象就要及時(shí)換刀。 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版36刀具磨損刀具磨損和刀具壽命和刀具壽命1717 一般刀具都要發(fā)生后刀面磨損，而且測(cè)量也比較方便。一般刀具都要發(fā)生后刀面磨損，而且測(cè)量也比較方便。因此，因此，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)isoiso統(tǒng)一規(guī)定以統(tǒng)一規(guī)定以1 12 2切削深度處后刀面上測(cè)定切削深度處后刀面上測(cè)定的磨損帶寬的磨損帶寬vbvb作為刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。作為刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。 自動(dòng)化生產(chǎn)中使用的精加工刀具，從保證工件尺寸精度考自動(dòng)化生產(chǎn)中使用的精加工刀具，從保證工件尺寸精度考慮，

18、常以刀具的徑向尺寸磨損量慮，常以刀具的徑向尺寸磨損量nbnb作為衡量刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。作為衡量刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版36刀具磨損刀具磨損和刀具壽命和刀具壽命1818 既要考慮充分發(fā)揮刀具的切削能力，又要考慮保既要考慮充分發(fā)揮刀具的切削能力，又要考慮保證工件的加工質(zhì)量。證工件的加工質(zhì)量。n精加工時(shí)磨鈍標(biāo)準(zhǔn)取較小值，粗加工時(shí)取較大值；精加工時(shí)磨鈍標(biāo)準(zhǔn)取較小值，粗加工時(shí)取較大值；n工藝系統(tǒng)剛性差時(shí)，磨鈍標(biāo)準(zhǔn)取較小值；工藝系統(tǒng)剛性差時(shí)，磨鈍標(biāo)準(zhǔn)取較小值；n切削難加工材料時(shí)，磨鈍標(biāo)準(zhǔn)也要取較小值。切削難加工材料時(shí)，磨鈍標(biāo)準(zhǔn)也要取較小值。n制訂刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)制訂刀具的

19、磨鈍標(biāo)準(zhǔn): :機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版36刀具磨損刀具磨損和刀具壽命和刀具壽命1919三、刀具壽命三、刀具壽命 1.1.刀具壽命定義刀具壽命定義 從刀具刃磨后開始切削，到其磨損量達(dá)到刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)所從刀具刃磨后開始切削，到其磨損量達(dá)到刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)所經(jīng)過的總切削時(shí)間。經(jīng)過的總切削時(shí)間。這實(shí)際上也是表示刀具切削性能的一個(gè)指這實(shí)際上也是表示刀具切削性能的一個(gè)指標(biāo)，或刀具耐磨損性能的表示，以下用符號(hào)標(biāo)，或刀具耐磨損性能的表示，以下用符號(hào)t t表示。表示。 一把新刀往往要經(jīng)過多次重磨，才會(huì)報(bào)廢，一把新刀往往要經(jīng)過多次重磨，才會(huì)報(bào)廢，刀具壽命指的刀具壽命指的是兩次刃磨之間所經(jīng)歷的切削時(shí)間

20、是兩次刃磨之間所經(jīng)歷的切削時(shí)間。如果用刀具壽命乘以刃磨。如果用刀具壽命乘以刃磨次數(shù)，得到的就是次數(shù)，得到的就是刀具總壽命刀具總壽命。 影響刀具磨損的因素很多，但當(dāng)工件材料、刀具材料和刀影響刀具磨損的因素很多，但當(dāng)工件材料、刀具材料和刀具幾何形狀選定之后，其耐用度的大小就主要與切削用量有關(guān)。具幾何形狀選定之后，其耐用度的大小就主要與切削用量有關(guān)。 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版36刀具磨損刀具磨損和刀具壽命和刀具壽命20202 2刀具壽命的經(jīng)驗(yàn)公式刀具壽命的經(jīng)驗(yàn)公式 實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法 按按isoiso國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)車刀耐用度試驗(yàn)的規(guī)定：當(dāng)切削刃磨損國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)車刀耐用度試驗(yàn)的規(guī)定：當(dāng)切削

21、刃磨損均勻時(shí)，取均勻時(shí)，取vb=0.3mmvb=0.3mm；磨損不均勻時(shí)則??；磨損不均勻時(shí)則取vbvbmaxmax=0.6mm=0.6mm。 固定其它的切削條件，在常用的切削范圍內(nèi)，取不同的切削速度固定其它的切削條件，在常用的切削范圍內(nèi)，取不同的切削速度vlvl、v2v2，對(duì)應(yīng)的耐用度，對(duì)應(yīng)的耐用度tltl、t2t2。在對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上定出各點(diǎn)。在對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上定出各點(diǎn)(vl(vl，t1)t1)、(v2(v2，t2)t2)、（、（v3v3，t3)t3)、?？傻茫??？傻茫涸谝欢ㄇ邢魉俣确秶鷥?nèi)，它們基本上是在一在一定切削速度范圍內(nèi)，它們基本上是在一條直線上。這就是刀具磨損耐用度曲線。條直線上。這就是刀具

22、磨損耐用度曲線。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版36刀具磨損刀具磨損和刀具壽命和刀具壽命2121刀具磨損耐用度直線的方程為：刀具磨損耐用度直線的方程為： logv= -mlogt+logclogv= -mlogt+logc0 0 故故 vtvtm m=c=c0 0 式中式中 vv切削速度切削速度(m(mmin)min)； tt刀具耐用度刀具耐用度(min)(min)； mm指數(shù)，表示指數(shù)，表示vtvt之間影響的程度：之間影響的程度： c c0 0系數(shù)，與刀具、工件材料和切削條件有關(guān)。系數(shù)，與刀具、工件材料和切削條件有關(guān)。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版36刀具磨損刀具磨

23、損和刀具壽命和刀具壽命22223 3進(jìn)給量和切削深度與刀具耐用度的關(guān)系進(jìn)給量和切削深度與刀具耐用度的關(guān)系 用作用作v v一一t t曲線相同的方法，可以在固定其它切削條件，只變化進(jìn)給量曲線相同的方法，可以在固定其它切削條件，只變化進(jìn)給量f f和切削深度和切削深度a ap p，分別得到與，分別得到與v v一一t t類似的關(guān)系；即類似的關(guān)系；即 綜合式速度、進(jìn)給量、切削深度，可以得到切削用量與耐用度的一般綜合式速度、進(jìn)給量、切削深度，可以得到切削用量與耐用度的一般關(guān)系式：關(guān)系式： 式中式中 c ct t耐用度系數(shù)，與刀具、工件材料和切削條件有關(guān)；耐用度系數(shù)，與刀具、工件材料和切削條件有關(guān)； x x、

24、y y、zz指數(shù)，分別表示各切削用量對(duì)刀具耐用度影響的程度。指數(shù)，分別表示各切削用量對(duì)刀具耐用度影響的程度。 2211ctacftmpmzpyxtafvct機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版36刀具磨損刀具磨損和刀具壽命和刀具壽命2323 用用ytl5ytl5硬質(zhì)合金車刀切削硬質(zhì)合金車刀切削b b=0.637gpa=0.637gpa的碳鋼時(shí)，的碳鋼時(shí)， (f0(f05mm/r)5mm/r)切削切削用量與刀具耐用度的關(guān)系為：用量與刀具耐用度的關(guān)系為： 由上式看出，切削速度對(duì)刀具耐用度的影響最大，進(jìn)給量由上式看出，切削速度對(duì)刀具耐用度的影響最大，進(jìn)給量f f次之，切次之，切削深度削深度a

25、 ap p影響最小，影響最小，這與三者對(duì)切削溫度的影響順序完全一致這與三者對(duì)切削溫度的影響順序完全一致；這；這也反映出切削溫度對(duì)刀具耐用度影響的重要性。也反映出切削溫度對(duì)刀具耐用度影響的重要性。 75.025.25ptafvct機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版36刀具磨損刀具磨損和刀具壽命和刀具壽命2424n切削用量與刀具壽命密切相關(guān)。切削用量與刀具壽命密切相關(guān)。刀具壽命刀具壽命t t定得高，切削用量就要取得低，雖然換刀次定得高，切削用量就要取得低，雖然換刀次數(shù)少，刀具消耗少了，但切削效率下降數(shù)少，刀具消耗少了，但切削效率下降，經(jīng)，經(jīng)濟(jì)效益未必好；濟(jì)效益未必好；n刀具壽命刀具壽命t

26、 t定得低，切削用量可以取得高，定得低，切削用量可以取得高，切削效率是提高了，但換刀次數(shù)多，刀具消切削效率是提高了，但換刀次數(shù)多，刀具消耗變大耗變大，調(diào)整刀具位置費(fèi)工費(fèi)時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益，調(diào)整刀具位置費(fèi)工費(fèi)時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益也未必好。也未必好。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版36刀具磨損刀具磨損和刀具壽命和刀具壽命2525n按單件時(shí)間最少的原則確定的刀具壽命叫按單件時(shí)間最少的原則確定的刀具壽命叫最最高生產(chǎn)率刀具壽命高生產(chǎn)率刀具壽命; ;n按單件工藝成本最低的原則確定的刀具壽命按單件工藝成本最低的原則確定的刀具壽命叫叫最小成本刀具壽命最小成本刀具壽命。n一般情況下，應(yīng)采用最小成本刀具壽命，一般情

27、況下，應(yīng)采用最小成本刀具壽命，在在生產(chǎn)任務(wù)緊迫或生產(chǎn)中出現(xiàn)節(jié)拍不平衡時(shí)，生產(chǎn)任務(wù)緊迫或生產(chǎn)中出現(xiàn)節(jié)拍不平衡時(shí)，可選用最高生產(chǎn)率刀具壽命。可選用最高生產(chǎn)率刀具壽命。 確定刀具壽命有兩種不同的原則確定刀具壽命有兩種不同的原則: :機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版36刀具磨損刀具磨損和刀具壽命和刀具壽命2626制訂刀具壽命時(shí)，還應(yīng)具體考慮以下幾點(diǎn)：制訂刀具壽命時(shí)，還應(yīng)具體考慮以下幾點(diǎn)：n1)1)刀具構(gòu)造復(fù)雜、制造和磨刀費(fèi)用高時(shí)，刀具壽命應(yīng)規(guī)定刀具構(gòu)造復(fù)雜、制造和磨刀費(fèi)用高時(shí)，刀具壽命應(yīng)規(guī)定得高些。得高些。n2)2)多刀車床上的車刀，組合機(jī)床上的鉆頭、絲錐和銑刀，多刀車床上的車刀，組合機(jī)床

28、上的鉆頭、絲錐和銑刀，自動(dòng)機(jī)及白動(dòng)線上的刀具。因?yàn)檎{(diào)整復(fù)雜，刀具壽命應(yīng)規(guī)自動(dòng)機(jī)及白動(dòng)線上的刀具。因?yàn)檎{(diào)整復(fù)雜，刀具壽命應(yīng)規(guī)定得高些。定得高些。n3)3)某工序的生產(chǎn)成為生產(chǎn)線上的瓶頓時(shí)，刀具壽命應(yīng)定得某工序的生產(chǎn)成為生產(chǎn)線上的瓶頓時(shí)，刀具壽命應(yīng)定得低些，這樣可以選用較大的切削用量，以加快該工序生產(chǎn)低些，這樣可以選用較大的切削用量，以加快該工序生產(chǎn)節(jié)拍；某工序單位時(shí)間的生產(chǎn)成本較高時(shí)刀具壽命應(yīng)規(guī)定節(jié)拍；某工序單位時(shí)間的生產(chǎn)成本較高時(shí)刀具壽命應(yīng)規(guī)定得低些，這樣可以選用較大的切削用量，縮短加工時(shí)間。得低些，這樣可以選用較大的切削用量，縮短加工時(shí)間。n4)4)精加工大型工件時(shí)，刀具壽命加規(guī)定得高些。精

29、加工大型工件時(shí)，刀具壽命加規(guī)定得高些。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版36刀具磨損刀具磨損和刀具壽命和刀具壽命2727四、刀具的破損四、刀具的破損n在切削加工中，在切削加工中，刀具有時(shí)沒有經(jīng)過正常磨損階段，刀具有時(shí)沒有經(jīng)過正常磨損階段，在很短時(shí)間內(nèi)突然損壞，這稱為刀具破損。在很短時(shí)間內(nèi)突然損壞，這稱為刀具破損。破損破損也是刀具損壞的主要形式之一。也是刀具損壞的主要形式之一。n破損是相對(duì)于磨損而言的。破損是相對(duì)于磨損而言的。 從某種意義上講，從某種意義上講，破損可認(rèn)為是一種非正常的磨破損可認(rèn)為是一種非正常的磨損損，因?yàn)槠茡p和磨損都是在切削力和切削熱的作，因?yàn)槠茡p和磨損都是在切削力和切

30、削熱的作用下發(fā)生的。用下發(fā)生的。 磨損是逐漸發(fā)展的過程，而破損是突發(fā)的。磨損是逐漸發(fā)展的過程，而破損是突發(fā)的。破損破損的突然性很容易在生產(chǎn)過程中造成較大的危害和的突然性很容易在生產(chǎn)過程中造成較大的危害和經(jīng)濟(jì)損失。經(jīng)濟(jì)損失。 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版36刀具磨損刀具磨損和刀具壽命和刀具壽命2828n刀具的破損形式分為脆性破損和塑性破損。刀具的破損形式分為脆性破損和塑性破損。n1.1.脆性破損脆性破損 硬質(zhì)合金刀具和陶瓷刀具切削時(shí)，在機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力沖硬質(zhì)合金刀具和陶瓷刀具切削時(shí)，在機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力沖擊作用下經(jīng)常發(fā)生以下幾種形態(tài)的破損：擊作用下經(jīng)常發(fā)生以下幾種形態(tài)的破損：n(1)(1)崩刃崩刃 切削刃產(chǎn)生小的缺口切削刃產(chǎn)生小的缺口。在繼續(xù)切削中，缺口會(huì)不。在繼續(xù)切削中，缺口會(huì)不斷擴(kuò)大斷擴(kuò)大, , 導(dǎo)致更大的破損。導(dǎo)致更大的破損。用陶瓷刀具切削及用硬質(zhì)合金刀用陶瓷刀具切削及用硬質(zhì)合金刀具作斷續(xù)切削時(shí)，常發(fā)生這種破損。具作斷續(xù)切削時(shí)，常發(fā)生這種破損。n(2)(2)碎斷碎斷 切削刃發(fā)生小塊碎裂或大塊斷裂，不能繼續(xù)進(jìn)行切削刃發(fā)生小塊碎裂或大塊斷裂，不能繼續(xù)進(jìn)行切削。切削。用硬質(zhì)臺(tái)金刀具和陶瓷刀具作斷續(xù)切削時(shí)，常發(fā)生這用硬質(zhì)臺(tái)金刀具和陶瓷刀具作斷續(xù)切削時(shí)，常發(fā)生這種破損。種破損。n(3)(3)剝落剝落 在刀具的前、后刀面上出現(xiàn)剝落碎片，經(jīng)常與切在刀具的前、后刀面上出現(xiàn)剝