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文檔簡介

1、五、刀具磨損和刀具耐用度五、刀具磨損和刀具耐用度 刀具從開始切削到完全報廢,實際切削時間的總和稱為刀具刀具從開始切削到完全報廢,實際切削時間的總和稱為刀具壽命。壽命。刀具磨損刀具磨損主要原因:主要原因:(1)磨料磨損)磨料磨損 (2)粘接磨損)粘接磨損(3)相變磨損)相變磨損(4)擴(kuò)散磨損)擴(kuò)散磨損1、刀具磨損的形式和過程:、刀具磨損的形式和過程: 刀具正常磨損時,刀具正常磨損時,根據(jù)磨損部位不同分為三種形式根據(jù)磨損部位不同分為三種形式,見下圖。,見下圖。(1 1)后刀面磨損)后刀面磨損( (小棱面小棱面) ) (2 2)前刀面磨損前刀面磨損(月牙洼(月牙洼)切削鑄鐵切削鑄鐵;以較小的切削厚度

2、切削塑性金屬以較小的切削厚度切削塑性金屬材料時,主要發(fā)生這種磨損。材料時,主要發(fā)生這種磨損。在以較高的切削速度和較大的切削在以較高的切削速度和較大的切削厚度切削塑性金屬時厚度切削塑性金屬時,產(chǎn)生這種磨損產(chǎn)生這種磨損形式。形式。(3 3)前、后刀面同時磨損前、后刀面同時磨損切削塑性金屬時,采用中等切削速度切削塑性金屬時,采用中等切削速度和中等進(jìn)給量較常出現(xiàn)的磨損形式。和中等進(jìn)給量較常出現(xiàn)的磨損形式。 2、刀具磨損過程、刀具磨損過程: 隨著切削時間的增隨著切削時間的增長,刀具磨損程度將長,刀具磨損程度將逐漸增加。典型的磨逐漸增加。典型的磨損曲線如圖所示,刀損曲線如圖所示,刀具磨損過程可以分為具磨損

3、過程可以分為三個階段。三個階段。(1 1)初期磨損階段)初期磨損階段 (2 2)正常磨損階段)正常磨損階段 (3 3)急劇磨損階段)急劇磨損階段 在刀具正常磨損階段的后期、急劇磨損階段之前,換刀在刀具正常磨損階段的后期、急劇磨損階段之前,換刀重磨最好。重磨最好。 3、影響刀具磨損的因素、影響刀具磨損的因素 1)切削用量:)切削用量: 增大切削用量時切削溫度升高,將加劇增大切削用量時切削溫度升高,將加劇刀具的磨損。其中,切削速度對刀具磨損的影響最大;刀具的磨損。其中,切削速度對刀具磨損的影響最大; 2)刀具材料、刀具幾何形狀、工件材料及是否使用切)刀具材料、刀具幾何形狀、工件材料及是否使用切削液

4、等。削液等。如耐熱性好的刀具材料,不易磨損;適當(dāng)加大刀如耐熱性好的刀具材料,不易磨損;適當(dāng)加大刀具前角,可減小刀具磨損。具前角,可減小刀具磨損。4、刀具耐用度:、刀具耐用度: 通常用后刀面的磨損程度作為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。通常用后刀面的磨損程度作為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。在在ISO標(biāo)準(zhǔn)中,標(biāo)準(zhǔn)中,供作研究用推薦的高速鋼和硬質(zhì)合金刀具磨鈍標(biāo)供作研究用推薦的高速鋼和硬質(zhì)合金刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為:準(zhǔn)為: 均勻磨損均勻磨損VB = 0.3mm; 非均勻磨損非均勻磨損VBmax = 0.6mm ; 精加工根據(jù)達(dá)到表面粗糙度等級要求確定。精加工根據(jù)達(dá)到表面粗糙度等級要求確定。 生產(chǎn)中常按刀具進(jìn)行切削的時間判斷。生產(chǎn)中常按刀具進(jìn)行切削的

5、時間判斷。 刀具耐用度:刀具耐用度:指刀具由開始切削直到磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)指刀具由開始切削直到磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)所經(jīng)歷的實際切削時間(準(zhǔn)所經(jīng)歷的實際切削時間(t)。)。 粗加工時,多以切削時間(粗加工時,多以切削時間(min)表示刀具耐用度,精表示刀具耐用度,精加工時,常以走刀次數(shù)或加工零件個數(shù)表示。加工時,常以走刀次數(shù)或加工零件個數(shù)表示。 表表1.5 刀具耐用度的參考數(shù)值刀具耐用度的參考數(shù)值 1-4 切削加工技術(shù)經(jīng)濟(jì)簡析切削加工技術(shù)經(jīng)濟(jì)簡析一、切削加工主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)一、切削加工主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)切削加工中主要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo):切削加工中主要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo):產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率

6、和經(jīng)濟(jì)性1、產(chǎn)品質(zhì)量:、產(chǎn)品質(zhì)量:2、生產(chǎn)率、生產(chǎn)率3、經(jīng)濟(jì)性、經(jīng)濟(jì)性精度:精度:表面質(zhì)量表面質(zhì)量尺寸精度、形狀精度和位置精度尺寸精度、形狀精度和位置精度表面粗糙度表面粗糙度加工硬化和剩余應(yīng)力加工硬化和剩余應(yīng)力零件已加工表面具有的較小間距和微小峰谷零件已加工表面具有的較小間距和微小峰谷的不平度稱為表面粗糙度,也稱微觀不平度。的不平度稱為表面粗糙度,也稱微觀不平度。常用輪廓算術(shù)平均偏差常用輪廓算術(shù)平均偏差Ra來描述。來描述。表面粗糙表面粗糙度對零件的配合性質(zhì)、耐磨性和抗腐蝕性等度對零件的配合性質(zhì)、耐磨性和抗腐蝕性等有著密切的關(guān)系,影響機(jī)器或儀器的使用性有著密切的關(guān)系,影響機(jī)器或儀器的使用性能和壽

7、命。能和壽命。選擇精度的原則是在保證能達(dá)到選擇精度的原則是在保證能達(dá)到技術(shù)要求的前提下,選用較低的技術(shù)要求的前提下,選用較低的精度等級。精度等級。加工硬化加工硬化:在切削過程中,由于前刀面的推擠以及后刀面的在切削過程中,由于前刀面的推擠以及后刀面的擠壓與摩擦,工件已加工表面層的晶粒發(fā)生很大的變形,致擠壓與摩擦,工件已加工表面層的晶粒發(fā)生很大的變形,致使其硬度比原來工件材料的硬度有顯著提高,這種現(xiàn)象稱為使其硬度比原來工件材料的硬度有顯著提高,這種現(xiàn)象稱為加工硬化。加工硬化。剩余應(yīng)力:剩余應(yīng)力:在外力消失后,殘存在物體內(nèi)部而總體又保持平在外力消失后,殘存在物體內(nèi)部而總體又保持平衡的內(nèi)應(yīng)力。衡的內(nèi)應(yīng)

8、力。切削加工中,常以單位時間內(nèi)生產(chǎn)的零件數(shù)量來表示切削加工中,常以單位時間內(nèi)生產(chǎn)的零件數(shù)量來表示生產(chǎn)率。生產(chǎn)率。提高切削加工的生產(chǎn)效率,實際就是設(shè)法減少零件加提高切削加工的生產(chǎn)效率,實際就是設(shè)法減少零件加工的基本工藝時間、輔助時間及其他時間。工的基本工藝時間、輔助時間及其他時間。在制訂切削加工方案時,應(yīng)使產(chǎn)品在保證其使用要在制訂切削加工方案時,應(yīng)使產(chǎn)品在保證其使用要求的前提下制造成本最低。求的前提下制造成本最低。切削加工最優(yōu)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果,是指在可能的條件下,以最低的成切削加工最優(yōu)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果,是指在可能的條件下,以最低的成本高效率地加工出質(zhì)量合格的零件。本高效率地加工出質(zhì)量合格的零件。表面

9、質(zhì)量:零件在加工后表面層的狀況。表面質(zhì)量:零件在加工后表面層的狀況。包括表面粗糙度、包括表面粗糙度、加工硬化和殘余應(yīng)力。加工硬化和殘余應(yīng)力。a.表面粗糙度:表面粗糙度:在切削加工中,由于振動、刀痕以及刀具在切削加工中,由于振動、刀痕以及刀具與工件之間的摩擦,在已加工表面不可避免地留下一些微與工件之間的摩擦,在已加工表面不可避免地留下一些微小峰谷。已加工表面具有的較小間距和微小峰谷的不平度小峰谷。已加工表面具有的較小間距和微小峰谷的不平度稱為表面粗糙度,也稱微觀不平度。常用輪廓算術(shù)平均偏稱為表面粗糙度,也稱微觀不平度。常用輪廓算術(shù)平均偏差差Ra來描述。來描述。 表面粗糙度對零件的配合性質(zhì)、耐磨性

10、和抗腐蝕性等表面粗糙度對零件的配合性質(zhì)、耐磨性和抗腐蝕性等有著密切的關(guān)系,影響機(jī)器或儀器的使用性能和壽命。有著密切的關(guān)系,影響機(jī)器或儀器的使用性能和壽命。b.已加工表面加工硬化和殘余應(yīng)力已加工表面加工硬化和殘余應(yīng)力加工硬化加工硬化:切削塑性金屬時,工件已加工表面的硬度明顯提高而塑:切削塑性金屬時,工件已加工表面的硬度明顯提高而塑性下降的現(xiàn)象(硬度提高性下降的現(xiàn)象(硬度提高1.22倍,深度倍,深度0.020.3mm)。)。 殘余應(yīng)力殘余應(yīng)力:在外力消失后,殘存在物體內(nèi)部而總體又保持平衡的在外力消失后,殘存在物體內(nèi)部而總體又保持平衡的內(nèi)應(yīng)力??墒构ぜ砻娈a(chǎn)生微裂紋,降低零件的疲勞強(qiáng)度,引起內(nèi)應(yīng)力。

11、可使工件表面產(chǎn)生微裂紋,降低零件的疲勞強(qiáng)度,引起工件變形,影響加工精度的穩(wěn)定性。工件變形,影響加工精度的穩(wěn)定性。2.生產(chǎn)率生產(chǎn)率wotR1ocmwttttpcpmafvhLdahfnLt1000L車刀行程長度(車刀行程長度(mm) h 外圓加工余量一半(外圓加工余量一半(mm) 走刀次數(shù)走刀次數(shù))()()(21切出長度切入長度工件加工表面長度lllLpah3.經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性每個零件切削加工費用:每個零件切削加工費用:tmwwCTtMtC三、切削液的選用三、切削液的選用1、切削液的作用和種類:、切削液的作用和種類: 作用:作用:冷卻、潤滑、防銹、排屑冷卻、潤滑、防銹、排屑合理地選用切削液可以降低切

12、削力和切削溫度,提高刀具耐用度和合理地選用切削液可以降低切削力和切削溫度,提高刀具耐用度和加工質(zhì)量。加工質(zhì)量。種類:種類:(1)水基切削液:)水基切削液:如水溶液、乳化液,如水溶液、乳化液,主要起冷卻作用主要起冷卻作用 (2)油基切削液:)油基切削液:主要成份是礦物油,主要成份是礦物油,主要起潤滑作用主要起潤滑作用2、切削液的選擇和使用:、切削液的選擇和使用: 根據(jù)加工性質(zhì)、工件材料、刀具材料來選擇合適的切削液。根據(jù)加工性質(zhì)、工件材料、刀具材料來選擇合適的切削液。(1)加工性質(zhì):)加工性質(zhì): 粗加工:粗加工:冷卻作用較好的切削液,如低濃度的乳化液冷卻作用較好的切削液,如低濃度的乳化液 ; 精加

13、工:精加工:潤滑作用較好的切削液,如高濃度的乳化液或切削油。潤滑作用較好的切削液,如高濃度的乳化液或切削油。(2)工件材料:)工件材料:鋼材鋼材:通常選用乳化液或硫化切削油;:通常選用乳化液或硫化切削油; 銅合金和有色金屬:銅合金和有色金屬:不宜采用含硫化油的切削液不宜采用含硫化油的切削液; 鑄鐵鑄鐵等脆性金屬:一般不采用切削液;等脆性金屬:一般不采用切削液; 低速精加工(寬刀精刨、精鉸):低速精加工(寬刀精刨、精鉸):可使用煤油。可使用煤油。(3)刀具材料:)刀具材料:高速鋼高速鋼:使用切削液:使用切削液 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金:一般不用切削液:一般不用切削液四、材料切削加工性的改善四、材料切削加

14、工性的改善 切削加工性是指某種材料被切削加工成合格零件的難易程度。切削加工性是指某種材料被切削加工成合格零件的難易程度。切削加工性的概念是相對的,某種材料切削加工性的好壞,是相對切削加工性的概念是相對的,某種材料切削加工性的好壞,是相對于另一種材料而言,于另一種材料而言,一般是以一般是以45鋼為基準(zhǔn)鋼為基準(zhǔn)。1、常用指標(biāo)、常用指標(biāo)(1)一定刀具耐用度下的切削速度)一定刀具耐用度下的切削速度vT :即刀具耐用度為:即刀具耐用度為T(min)時時切削某種材料所允許的切削速度。切削某種材料所允許的切削速度。 vT越高,材料的切削加工性越好越高,材料的切削加工性越好(2) 相對加工性相對加工性Kr 凡

15、凡Kr1的材料,其切削加工件比的材料,其切削加工件比45鋼(正火鋼(正火)好,反之較差。好,反之較差。 Kr越大,材料的切削加工性越好。越大,材料的切削加工性越好。(3)已加工表面質(zhì)量)已加工表面質(zhì)量:較容易獲得好的表面質(zhì)量的材料,其切削:較容易獲得好的表面質(zhì)量的材料,其切削加工性較好;反之較差。精加工時,常以此為衡量指標(biāo)。加工性較好;反之較差。精加工時,常以此為衡量指標(biāo)。(4)切屑控制和斷屑的難易:)切屑控制和斷屑的難易:切屑較易控制或易于斷屑的材料,切屑較易控制或易于斷屑的材料,其切削加工性較好;反之較差。其切削加工性較好;反之較差。(5)切削力:)切削力:在相同切削條件下,切削力較小的材

16、料,其切削加在相同切削條件下,切削力較小的材料,其切削加工性較好;反之較差。工性較好;反之較差。jrvvK)(60602、改善材料切削加工性的主要途徑、改善材料切削加工性的主要途徑 影響材料切削加工性的主要因素是其物理、力學(xué)性能:強(qiáng)度、影響材料切削加工性的主要因素是其物理、力學(xué)性能:強(qiáng)度、硬度、塑性、導(dǎo)熱性。硬度、塑性、導(dǎo)熱性。 提高材料切削加工性的措施:提高材料切削加工性的措施:(1)通過適當(dāng)?shù)臒崽幚恚淖儾牧系牧W(xué)性能,改善切削加工性。)通過適當(dāng)?shù)臒崽幚?,改變材料的力學(xué)性能,改善切削加工性。 如:對高碳鋼進(jìn)行球化退火可以降低硬度;對低碳鋼進(jìn)行正火可以如:對高碳鋼進(jìn)行球化退火可以降低硬度;對低碳鋼進(jìn)行正火可以降低塑性;對鑄鐵件在切削加工前進(jìn)行退火處

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