-刀具磨損與耐用度

1、一、刀具的磨損方式一、刀具的磨損方式二、刀具的磨損原因二、刀具的磨損原因三、刀具的磨損過程三、刀具的磨損過程四、刀具的磨鈍標準四、刀具的磨鈍標準五、刀具耐用度五、刀具耐用度六、刀具的破損六、刀具的破損一一 刀具的磨損方式刀具的磨損方式切削塑性材料時，如果切削速度和切削厚度較切削塑性材料時，如果切削速度和切削厚度較大，在前刀面上經(jīng)常會磨出一個月牙洼。大，在前刀面上經(jīng)常會磨出一個月牙洼。月牙洼的位置發(fā)生在刀具前刀面上切削溫度最月牙洼的位置發(fā)生在刀具前刀面上切削溫度最高的地方。高的地方。月牙洼和切削刃之間有一條小棱邊。在磨損過月牙洼和切削刃之間有一條小棱邊。在磨損過程中，月牙洼的寬度、深度不斷增大，

2、當月牙程中，月牙洼的寬度、深度不斷增大，當月牙洼擴展到使棱邊很窄時，切削刃的強度大為削洼擴展到使棱邊很窄時，切削刃的強度大為削弱，極易導(dǎo)致崩刃。弱，極易導(dǎo)致崩刃。月牙洼磨損量以其最大深度月牙洼磨損量以其最大深度KTKT表示。表示。后刀面磨損后刀面磨損：在后刀面上毗鄰切削刃的地方被磨出后角為零的：在后刀面上毗鄰切削刃的地方被磨出后角為零的小棱面。小棱面。發(fā)生條件發(fā)生條件：在切削速度較低、切削厚度較小的情況下切削塑性：在切削速度較低、切削厚度較小的情況下切削塑性材料或加工脆性材料時，主要發(fā)生后刀面磨損。材料或加工脆性材料時，主要發(fā)生后刀面磨損。磨損特征磨損特征：后刀面磨損帶往往是不均勻的，刀尖部分

3、（：后刀面磨損帶往往是不均勻的，刀尖部分（C C區(qū)）區(qū)）強度較低，散熱條件又差，磨損比較嚴重，其最大值為強度較低，散熱條件又差，磨損比較嚴重，其最大值為VCVC。表示方式表示方式：主切削刃靠近工件外表面處（主切削刃靠近工件外表面處（N N區(qū)），由于上道工序的加工區(qū)），由于上道工序的加工硬化層或毛坯表面硬層的影響，被磨成較嚴重的深溝，以硬化層或毛坯表面硬層的影響，被磨成較嚴重的深溝，以VNVN表示。表示。在后刀面磨損帶中間部位（在后刀面磨損帶中間部位（B B區(qū)）上，磨損比較均勻，平均區(qū)）上，磨損比較均勻，平均磨損帶寬度以磨損帶寬度以VBVB表示，而最大磨損帶寬度以表示，而最大磨損帶寬度以VBVB

4、maxmax表示。表示。 在以較高切削速度和中等切削厚度在以較高切削速度和中等切削厚度（h hD D=0.10.5mm=0.10.5mm）切削塑性材料時，往往會使）切削塑性材料時，往往會使前刀面和主后刀面同時出現(xiàn)磨損。前刀面和主后刀面同時出現(xiàn)磨損。 后刀面磨損不僅直接影響加工質(zhì)量，而后刀面磨損不僅直接影響加工質(zhì)量，而且磨損量的測量非常方便，故常以主后刀面且磨損量的測量非常方便，故常以主后刀面磨損量磨損量VB來表示刀具磨損程度來表示刀具磨損程度。二二 刀具磨損的原因刀具磨損的原因機械的、熱的和化學(xué)的機械的、熱的和化學(xué)的三種作用的綜合結(jié)果三種作用的綜合結(jié)果1.1.磨粒磨損（硬質(zhì)點磨損）：磨粒磨損（

5、硬質(zhì)點磨損）：切屑、工件材料中含有的一切屑、工件材料中含有的一些碳化物、氮化物和氧化物等硬質(zhì)點以及積屑瘤碎片等，可在些碳化物、氮化物和氧化物等硬質(zhì)點以及積屑瘤碎片等，可在刀具表面刻劃出溝紋。刀具表面刻劃出溝紋。2.2.粘接磨損：粘接磨損：切屑、工件與前、后刀面之間，存在著很大的壓切屑、工件與前、后刀面之間，存在著很大的壓力和強烈的摩擦，形成新鮮表面接觸而發(fā)生冷焊粘接。由于摩力和強烈的摩擦，形成新鮮表面接觸而發(fā)生冷焊粘接。由于摩擦面之間的相對運動，冷焊接破裂被一方帶走，從而造成冷焊擦面之間的相對運動，冷焊接破裂被一方帶走，從而造成冷焊磨損。磨損。3.3.擴散磨損：擴散磨損：在切削高溫下，刀具表面

6、與切出的工件、切屑新在切削高溫下，刀具表面與切出的工件、切屑新鮮表面接觸，刀具和工件、切屑雙方的化學(xué)元素互相擴散到對鮮表面接觸，刀具和工件、切屑雙方的化學(xué)元素互相擴散到對方去，改變了原來材料的成分與結(jié)構(gòu)，削弱了刀具材料的性能，方去，改變了原來材料的成分與結(jié)構(gòu)，削弱了刀具材料的性能，加速磨損過程。加速磨損過程。4.4.化學(xué)磨損化學(xué)磨損 ：在一定溫度在一定溫度下，刀具材料與某些周圍下，刀具材料與某些周圍介質(zhì)（如空氣中的氧、切介質(zhì)（如空氣中的氧、切削液中的極壓添加劑硫、削液中的極壓添加劑硫、氯等）起化學(xué)作用，在刀氯等）起化學(xué)作用，在刀具表面形成一層硬度較低具表面形成一層硬度較低的化合物，如四氧化三鈷

7、、的化合物，如四氧化三鈷、一氧化鈷、三氧化鈷和二一氧化鈷、三氧化鈷和二氧化鈦等，被切屑或工件氧化鈦等，被切屑或工件擦掉而形成磨損。擦掉而形成磨損。1. 磨粒磨損磨粒磨損2. 粘結(jié)磨損粘結(jié)磨損3. 擴散磨損擴散磨損4. 化學(xué)磨損化學(xué)磨損三三 刀具磨損過程刀具磨損過程刀具磨損過程刀具磨損過程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）劇烈磨損階段）劇烈磨損階段 四四 刀具磨鈍標準刀具磨鈍標準刀具的磨鈍標準：刀具的磨鈍標準：通常指刀具后刀面磨損帶中通常指刀具后刀面磨損帶中間部位平均磨損量間部位平均磨損量VBVB允許達到的最大值。允許達到的最大值。 國際標準國際標準I

8、SOISO推薦硬質(zhì)合金外圓車刀耐用度的磨鈍標準，可以推薦硬質(zhì)合金外圓車刀耐用度的磨鈍標準，可以使下列任何一種：使下列任何一種： （1 1）VBVB0.3mm0.3mm； （2 2）如果主后面為無規(guī)則磨損，?。┤绻骱竺鏋闊o規(guī)則磨損，取0.6mm0.6mm； （3 3）前面磨損量）前面磨損量KTKT0.06+0.3f0.06+0.3f（f f為進給量）。為進給量）。 制定磨鈍標準需考慮被加工對象的特點和制定磨鈍標準需考慮被加工對象的特點和加工條件的具體情況。加工條件的具體情況。五五 刀具耐用度刀具耐用度v刀具耐用度刀具耐用度：刃磨后的刀具自開始切削直到磨損量達：刃磨后的刀具自開始切削直到磨損量達

9、到磨鈍標準為止的切削時間，以到磨鈍標準為止的切削時間，以T T表示。表示。 也可以用達到磨鈍標準時所走過的切削過程也可以用達到磨鈍標準時所走過的切削過程L Lmm來來定義耐用度。定義耐用度。l lmm等于切削速度等于切削速度v v和耐用度和耐用度T T的乘積，即的乘積，即 l lmmv vT Tv 刀具耐用度反映了刀具磨損的速率，因此，凡影響刀具耐用度反映了刀具磨損的速率，因此，凡影響磨損和切削溫度的因素，都影響刀具耐用度。磨損和切削溫度的因素，都影響刀具耐用度。v在相同的切削條件下，切削不同的工件材料，可用刀在相同的切削條件下，切削不同的工件材料，可用刀具耐用度的高低來衡量工件材料切削加工性

10、的好壞，還具耐用度的高低來衡量工件材料切削加工性的好壞，還可用刀具耐用度來判斷刀具幾何參數(shù)的合理與否?？捎玫毒吣陀枚葋砼袛嗟毒邘缀螀?shù)的合理與否。刀具磨損曲線刀具磨損曲線在雙對數(shù)坐標在雙對數(shù)坐標上的上的T-v曲線曲線影響刀具耐用度的因素影響刀具耐用度的因素mcv TA/ /pmnvvyyyTcpyxmcvpTCvfaorvCTfa1）切削用量的影響（1）切削速度 在一定速度范圍內(nèi)，T隨著vc的提高而降低（2）背吃刀量和進給量2）刀具幾何參數(shù)的影響（1）主偏角：在不引起振動的情況下，減小主偏角。（2）前角：前角對刀具耐用度的影響曲線呈駝峰形。（3）工件材料的影響合理刀具耐用度的選擇原則合理刀具耐

11、用度的選擇原則1.1. 最大生產(chǎn)率耐用度最大生產(chǎn)率耐用度2.2. 最低成本耐用度最低成本耐用度3.3. 最大利潤耐用度最大利潤耐用度4.4. 還考慮以下幾點還考慮以下幾點: :1)1) 刀具的復(fù)雜程度和制造、重磨的費用刀具的復(fù)雜程度和制造、重磨的費用2)2) 刀具結(jié)構(gòu)和裝卡、調(diào)整的復(fù)雜程度刀具結(jié)構(gòu)和裝卡、調(diào)整的復(fù)雜程度3)3) 生產(chǎn)線上的刀具耐用度應(yīng)規(guī)定為一個班生產(chǎn)線上的刀具耐用度應(yīng)規(guī)定為一個班或兩個班，以便能在換班時間內(nèi)換刀或兩個班，以便能在換班時間內(nèi)換刀4)4) 精加工尺寸很大的工件時，為避免在加精加工尺寸很大的工件時，為避免在加工同一表面時中途換刀，耐用度應(yīng)規(guī)定工同一表面時中途換刀，耐用

12、度應(yīng)規(guī)定得至少能完成一次走刀，刀具耐用度應(yīng)得至少能完成一次走刀，刀具耐用度應(yīng)按零件精度和表面粗糙度要求決定按零件精度和表面粗糙度要求決定刀具耐用度（切削時刀具耐用度（切削時間）與切削速度的關(guān)間）與切削速度的關(guān)系系六六 刀具的破損刀具的破損1.1. 刀具的脆性破損：刀具的脆性破損：崩刃、碎斷、剝落、裂紋破損崩刃、碎斷、剝落、裂紋破損2.2. 刀具的塑性破損：切削時，由于高溫和高壓的作用，刀具的塑性破損：切削時，由于高溫和高壓的作用，有時在前、后刀面和切屑、工件的接觸層上，刀具表有時在前、后刀面和切屑、工件的接觸層上，刀具表層材料發(fā)生塑性流動而喪失切削能力。層材料發(fā)生塑性流動而喪失切削能力。3.3. 防止刀具破損的措施防止刀具破損的措施：在提高刀具材料的強度和抗熱：在提高刀具材料的強度和抗熱振性能的基礎(chǔ)上：振性能的基礎(chǔ)上：1)1) 合理選擇刀具材料的牌號合理選擇刀具材料的牌號。防止刀具破損的措施防止刀具破損的措施2)2)選擇合理的刀具角度。通過調(diào)整前角、后角、刃傾選擇合理的刀具角度。通過調(diào)整前角、后角、刃傾角和主、副偏角，增加切削刃和刀尖的強度；在主角和主、副偏角，增加切削刃和刀尖的強度；在主切削刃上磨出倒棱，可以有效的防止崩刃。切削刃上磨出倒棱，可以有效的防止崩刃。3)3)選擇合適的切削用量。硬質(zhì)合金較脆，要避免切削選擇合適的切削用量。硬質(zhì)合金較脆，要避免切削速度過低時切削