第6章 刀具磨損和刀具耐用度

1、第六章第六章 刀具磨損和刀具耐用度刀具磨損和刀具耐用度內(nèi)蒙古科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院內(nèi)蒙古科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院主講：鐘金豹主講：鐘金豹2概述 切削金屬時(shí)，刀具一方面切下切屑，另一方面刀具本身也要發(fā)生損壞。 刀具損壞的形式主要有磨損和破損兩類。 磨損是連續(xù)的逐漸磨損； 破損包括脆性破損脆性破損(如崩刃、碎斷、剝落、裂紋破損等)和塑性破損塑性破損兩種。3刀具磨損的影響 刀具磨損后，使工件加工精度降低，表面粗糙度增大，并導(dǎo)致切削力加大、切削溫度升高，甚至產(chǎn)生振動(dòng)，不能繼續(xù)正常切削。 因此，刀具磨損直接影響加工效率、質(zhì)量和成本。41 刀具的磨損形式刀具的磨損形式 1）前面磨損前面磨損 前面上形成月牙洼磨損

2、前面上形成月牙洼磨損 2）后面磨損后面磨損 后面的磨損形式是磨成后角等于零的磨損棱帶。后面的磨損形式是磨成后角等于零的磨損棱帶。 3）前后面同時(shí)磨損或）前后面同時(shí)磨損或邊界磨損邊界磨損返回本章目錄返回本章目錄第一節(jié)第一節(jié) 刀具磨損的形態(tài)刀具磨損的形態(tài)5 圖圖2-18 刀具的磨損形態(tài)刀具的磨損形態(tài)返回本章目錄返回本章目錄6 圖圖2-19 刀具磨損的測(cè)量位置刀具磨損的測(cè)量位置返回本章目錄返回本章目錄71）. 前刀面磨損 切削塑性金屬時(shí)，如果切削速度較高，進(jìn)給量較大，切屑在前刀面處會(huì)逐漸磨出一個(gè)月牙洼狀的凹坑，隨著切削的繼續(xù)，月牙洼深度不斷增大，當(dāng)接近刃口時(shí)，會(huì)使刃口突然崩去。 前刀面磨損量的大小，

3、用月牙洼寬度 KB和深度 KT表示。圖 所示 8 2 2）后刀面磨損）后刀面磨損 由于刃口和后刀面對(duì)工件過(guò)渡表面的擠壓與摩擦，在切削刃及其下方的后刀面上逐漸形成一條寬度不勻，布滿深淺不一溝痕的磨損棱面。如圖 所示。 刀尖部分（ C區(qū)）強(qiáng)度低散熱又差，磨損較嚴(yán)重，其值為 VC；主切削刃靠近工件的外表處（ N區(qū)），由于毛坯的硬皮或加工硬化等原因，也磨出較大的深溝，其最大值為 VN；中間部位（ B區(qū)）磨損比較均勻，平均寬度以 VB表示，最大值以 VB max來(lái)表示。93 3）邊界磨損 邊界磨損 一般發(fā)生在切削深度方向與工件表層相接觸的切削位置，是局部的剝落及前刀面月牙洼磨損，在加工不銹鋼、高溫合金、

4、淬硬材料、表層較硬或很軟的鋼時(shí)，容易發(fā)生邊界磨損。 10 第二節(jié)第二節(jié) 刀具磨損的原因刀具磨損的原因 從對(duì)溫度的依賴程度來(lái)看，刀具正常磨損的原因主要是機(jī)械磨損和熱、化學(xué)磨損。 機(jī)械磨損是由工件材料中硬質(zhì)點(diǎn)的刻劃作用引起的 熱、化學(xué)磨損則是由粘結(jié)(刀具與工件材料接觸到原子間距離時(shí)產(chǎn)生的結(jié)合現(xiàn)象)擴(kuò)散(刀具與工件兩摩擦面的化學(xué)元素互相向?qū)Ψ健⒏g等)引起的。11刀具磨損的原因刀具磨損的原因 1 1）硬質(zhì)點(diǎn)磨損）硬質(zhì)點(diǎn)磨損 工件材料中的碳化物、氮化物、積工件材料中的碳化物、氮化物、積屑瘤殘留物等硬質(zhì)點(diǎn)雜質(zhì)在刀具表面屑瘤殘留物等硬質(zhì)點(diǎn)雜質(zhì)在刀具表面上擦傷，劃出一條條的溝紋造成的機(jī)上擦傷，劃出一條條的溝

5、紋造成的機(jī)械磨損。械磨損。返回本章目錄返回本章目錄122 2）粘結(jié)磨損）粘結(jié)磨損 在一定的壓力和溫度作用下，磨擦面上在一定的壓力和溫度作用下，磨擦面上產(chǎn)生塑性變形，形成粘結(jié)點(diǎn)，這些粘結(jié)產(chǎn)生塑性變形，形成粘結(jié)點(diǎn)，這些粘結(jié)點(diǎn)又因相對(duì)運(yùn)動(dòng)而破裂，粘結(jié)點(diǎn)的破裂點(diǎn)又因相對(duì)運(yùn)動(dòng)而破裂，粘結(jié)點(diǎn)的破裂也常常發(fā)生在刀具一方面被工件材料帶也常常發(fā)生在刀具一方面被工件材料帶走，從而形成刀具的粘結(jié)磨損。走，從而形成刀具的粘結(jié)磨損。13 刀具表面與工件由于高溫與高壓的作用，刀具表面與工件由于高溫與高壓的作用，兩磨擦表面上的化學(xué)元素有可能互相擴(kuò)散到對(duì)兩磨擦表面上的化學(xué)元素有可能互相擴(kuò)散到對(duì)方去，使兩者的化學(xué)成分發(fā)生變化，

6、從而削弱方去，使兩者的化學(xué)成分發(fā)生變化，從而削弱了刀具材料的性能，加速了刀具的磨損。了刀具材料的性能，加速了刀具的磨損。 返回本章目錄返回本章目錄3 3）擴(kuò)散磨損）擴(kuò)散磨損144 4）化學(xué)磨損）化學(xué)磨損 在一定溫度下，刀具材料與某些周圍介在一定溫度下，刀具材料與某些周圍介質(zhì)起化學(xué)作用，在刀具表面形成一層硬質(zhì)起化學(xué)作用，在刀具表面形成一層硬度較低的化合物，而被切屑帶走，加速度較低的化合物，而被切屑帶走，加速了刀具的磨損。了刀具的磨損。15 切削速度對(duì)刀具磨損強(qiáng)度的影響切削速度對(duì)刀具磨損強(qiáng)度的影響返回本章目錄返回本章目錄返回本章目錄返回本章目錄16 第三節(jié)第三節(jié) 刀具磨損過(guò)程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具磨損過(guò)程

7、及磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 切削金屬時(shí)，刀具一方面切下切屑，另一方面刀具本身也要發(fā)生損壞。 刀具損壞的形式主要有磨損和破損兩類。 前者是連續(xù)的逐漸磨損； 后者包括脆性破損(如崩刃、碎斷、剝落、裂紋破損等)和塑性破損兩種。 刀具磨損后，使工件加工精度降低，表面粗糙度增大，并導(dǎo)致切削力加大、切削溫度升高，甚至產(chǎn)生振動(dòng)，不能繼續(xù)正常切削。因此，刀具磨損直接影響加工效率、質(zhì)量和成本。171）初期磨損階段）初期磨損階段2）正常磨損階段）正常磨損階段3）急劇磨損階段）急劇磨損階段返回本章目錄返回本章目錄1. 1.刀具的磨損過(guò)程刀具的磨損過(guò)程181）初期磨損階段）初期磨損階段 這一階段磨損曲線的斜率較大。由于刃磨后的新刀具

8、，其后刀面與加工表面間的實(shí)際接觸面積很小，壓強(qiáng)很大，故磨損很快。 新刃磨后的刀面上的微觀粗糙度也加速了磨損。初期磨損量的大小與刀具刃磨質(zhì)量有很大關(guān)系，通常在VB0.050.1mm之間。 經(jīng)過(guò)研磨的刀具，其初期磨損量小，而且要耐用得多。 192）正常磨損階段）正常磨損階段 經(jīng)過(guò)初期磨損，后刀面上被磨出一條狹窄的棱經(jīng)過(guò)初期磨損，后刀面上被磨出一條狹窄的棱面；壓強(qiáng)減小，故磨損量的增加也緩慢下來(lái)，面；壓強(qiáng)減小，故磨損量的增加也緩慢下來(lái)，并且比較穩(wěn)定。這就是正常磨損階段，也是刀并且比較穩(wěn)定。這就是正常磨損階段，也是刀具工作的有效階段。具工作的有效階段。 這一階段中磨損曲線基本上是一條向上的斜線，這一階段

9、中磨損曲線基本上是一條向上的斜線，其斜率代表刀具正常工作時(shí)的磨損強(qiáng)度。磨損其斜率代表刀具正常工作時(shí)的磨損強(qiáng)度。磨損強(qiáng)度是比較刀具切削性能的重要指標(biāo)之一。強(qiáng)度是比較刀具切削性能的重要指標(biāo)之一。 203）急劇磨損階段）急劇磨損階段 刀具經(jīng)過(guò)正常磨損階段后，切削刃顯著變鈍，切削力增大，切削溫度升高。這時(shí)刀具的磨損情況發(fā)生了質(zhì)的變化而進(jìn)入劇烈磨損階段。 這一階段的磨損曲線斜率很大，即磨損強(qiáng)度很大。此時(shí)刀具如繼續(xù)工作，則不但不能保證加工質(zhì)量，而且刀具材料消耗多，經(jīng)濟(jì)上是不合算的。故應(yīng)當(dāng)使刀具避免發(fā)生劇烈磨損。 二、刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)二、刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具磨損到一定限度就不能繼續(xù)使用，刀具磨損到一定限度就不能

10、繼續(xù)使用， 這個(gè)磨損限度稱這個(gè)磨損限度稱磨鈍標(biāo)準(zhǔn)磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。 ISOISO統(tǒng)一規(guī)定，以統(tǒng)一規(guī)定，以a ap p2 2處處主后刀面主后刀面上測(cè)定的磨損帶寬度上測(cè)定的磨損帶寬度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)中用的精加工刀具，常以沿工件徑向的刀具自動(dòng)化生產(chǎn)中用的精加工刀具，常以沿工件徑向的刀具磨損量作為衡量刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)，稱刀具徑向磨損量磨損量作為衡量刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)，稱刀具徑向磨損量NBNB（如（如圖所示）。圖所示）。 磨鈍標(biāo)準(zhǔn)，可依加工條件不同而異。磨鈍標(biāo)準(zhǔn)，可依加工條件不同而異。精加工較粗加工精加工較粗加工為小；為??；加工系統(tǒng)剛性較低時(shí)，應(yīng)考慮在磨鈍標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)是否發(fā)加工系統(tǒng)剛性

11、較低時(shí)，應(yīng)考慮在磨鈍標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)是否發(fā)生振動(dòng)；工件材料的可加工性、刀具制造、刃磨的難易程生振動(dòng)；工件材料的可加工性、刀具制造、刃磨的難易程度也是確定磨鈍標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)考慮的因素。度也是確定磨鈍標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)考慮的因素。 VBVB值可從切削用量手冊(cè)中查得。一般為值可從切削用量手冊(cè)中查得。一般為0.30.30.6 mm0.6 mm。實(shí)際生產(chǎn)中，不可能經(jīng)常停機(jī)去測(cè)量實(shí)際生產(chǎn)中，不可能經(jīng)常停機(jī)去測(cè)量VBVB值，而改用與其值，而改用與其相應(yīng)的切削時(shí)間，即刀具耐用度表示。相應(yīng)的切削時(shí)間，即刀具耐用度表示。 刀具耐用度定義：刀具耐用度定義：刀具由刃磨后開始切削，一直到磨損刀具由刃磨后開始切削，一直到磨損量達(dá)到刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)所經(jīng)過(guò)的

12、量達(dá)到刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)所經(jīng)過(guò)的總切削時(shí)間總切削時(shí)間，稱為刀具耐用度，稱為刀具耐用度， 以以T T表示，單位為表示，單位為分鐘（分鐘（min)min)。精加工也可用加工零件數(shù)表示。精加工也可用加工零件數(shù)表示。 用途：用途：確定換刀時(shí)間、衡量工件材料切削加工性和刀具確定換刀時(shí)間、衡量工件材料切削加工性和刀具材料性能優(yōu)劣、刀具幾何參數(shù)選擇是否合理、切削用量選擇材料性能優(yōu)劣、刀具幾何參數(shù)選擇是否合理、切削用量選擇是否合理等。是否合理等。6.4 6.4 刀具耐用度的經(jīng)驗(yàn)公式及刀具耐用度的分布刀具耐用度的經(jīng)驗(yàn)公式及刀具耐用度的分布刀具壽命定義：刀具壽命定義：一把新刀開始使用直到報(bào)廢之前總的切一把新刀開始使用直

13、到報(bào)廢之前總的切削時(shí)間。削時(shí)間。 它包含著刀具用鈍后的它包含著刀具用鈍后的多次刃磨。多次刃磨。刀具壽命等于刀具壽命等于刀具刀具耐用度乘以刃磨次數(shù)（包括新開刀刃）。耐用度乘以刃磨次數(shù)（包括新開刀刃）。可轉(zhuǎn)位刀片的壽命可轉(zhuǎn)位刀片的壽命等于可使用的等于可使用的切削刃數(shù)乘以耐用度切削刃數(shù)乘以耐用度。 刀具耐用度反映刀具磨損的速率。凡是影響切削溫度刀具耐用度反映刀具磨損的速率。凡是影響切削溫度和刀具磨損的因素都影響刀具的耐用度。和刀具磨損的因素都影響刀具的耐用度。 溫度越高，耐用度越低。溫度越高，耐用度越低。1 1、切削速度與刀具耐用度的關(guān)系、切削速度與刀具耐用度的關(guān)系穩(wěn)定其它切削條件，在常用的切削速度

14、范圍內(nèi)，取不穩(wěn)定其它切削條件，在常用的切削速度范圍內(nèi)，取不同的切削速度同的切削速度v vc1c1、v vc2c2、v vc3c3，進(jìn)行刀具磨損實(shí)驗(yàn)，可得一，進(jìn)行刀具磨損實(shí)驗(yàn)，可得一組磨損曲線，根據(jù)規(guī)定的組磨損曲線，根據(jù)規(guī)定的VBVB值，對(duì)應(yīng)于不同的值，對(duì)應(yīng)于不同的v vc c，就有相，就有相應(yīng)的應(yīng)的T T，在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上，定出，在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上，定出( (v vc1c1、T T1 1) )、( (v vc2c2、T T2 2) )、( (v vc3c3、 T T3 3)各點(diǎn)。可發(fā)現(xiàn)，各點(diǎn)?？砂l(fā)現(xiàn)，在一定切削速度范圍內(nèi)，在一定切削速度范圍內(nèi)， 這這些點(diǎn)基本上在一條直線上些點(diǎn)基本上在一條直線上。

15、 不同不同vc時(shí)的刀具磨損曲線時(shí)的刀具磨損曲線 雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上的雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上的vc-T曲線曲線 此直線方程為此直線方程為 0c0clogloglogCTvCTmvm式中式中: : v vc c切削速度切削速度(m(mmin)min)； T T刀具耐用度刀具耐用度(min)(min)； m m指數(shù)；表示指數(shù)；表示v vc c對(duì)對(duì)T T的影響程度，的影響程度，m mtgtg直線斜率。直線斜率。 C C0 0系數(shù)，系數(shù)， 與刀具、與刀具、 工件材料、工件材料、 切削條件有關(guān)。切削條件有關(guān)。 上式是重要的刀具耐用度公式。指數(shù)上式是重要的刀具耐用度公式。指數(shù)m m為為v vc c、T T雙對(duì)數(shù)雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系

16、中直線斜率，耐熱性差時(shí)坐標(biāo)系中直線斜率，耐熱性差時(shí)m m值小，值小，m m愈小，表示愈小，表示v vc c對(duì)對(duì)T T的影響愈大的影響愈大。一般高速鋼刀具。一般高速鋼刀具m m0.10.10.1250.125， 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金刀具刀具m m0.20.20.30.3，陶瓷刀，陶瓷刀m m0.40.4。表明耐熱性高的刀具。表明耐熱性高的刀具材料在高速時(shí)仍然有較高的耐用度。材料在高速時(shí)仍然有較高的耐用度。 不同刀具材料的耐用度比較硬質(zhì)合金（VB=0.4mm）陶瓷刀具（VB=0.4mm）高速鋼刀具耐用度T（min）1 2 3 5 6 8 10 20 30 40 60800600500400300200

17、100806050切削速度v（m/min）2 2、進(jìn)給量、進(jìn)給量f f、背吃刀量、背吃刀量a ap p與刀具耐用度與刀具耐用度T T的關(guān)系的關(guān)系用同樣的方法可求出用同樣的方法可求出 2p121CTaCfTmm21/1/1/1cmpmmTafvCT 令令 21111mZmYmX、， 則則 ZpYXTafvCTc式中式中: : T T耐用度系數(shù)，與刀具、工件材料、切削條耐用度系數(shù)，與刀具、工件材料、切削條件有關(guān)；件有關(guān)； X X、Y Y、Z Z指數(shù)，分別表示指數(shù)，分別表示v vc c、f f、a ap p對(duì)對(duì)T T的影響程度。的影響程度。 用用YT15YT15硬質(zhì)合金車刀切削硬質(zhì)合金車刀切削b b

18、=0.637GPa=0.637GPa的碳鋼時(shí)的碳鋼時(shí)（f f0.70mm/r0.70mm/r），）， 切削用量與切削用量與T T的關(guān)系為的關(guān)系為 75. 025. 2551053pcafvT（2-42） 由此看出，由此看出，v vc c對(duì)對(duì)T T的影響最大，的影響最大，f f次之，次之，a ap p最小。最小。與三者對(duì)與三者對(duì)溫度的影響順序完全一致，溫度的影響順序完全一致， 反映了切削溫度對(duì)刀具耐用度有反映了切削溫度對(duì)刀具耐用度有著重要的影響。著重要的影響。 應(yīng)注意的是，上述關(guān)系是在一定條件下通過(guò)實(shí)驗(yàn)求出的。應(yīng)注意的是，上述關(guān)系是在一定條件下通過(guò)實(shí)驗(yàn)求出的。 如果切削條件改變，各因素對(duì)刀具耐用

19、度的影響就不同，各如果切削條件改變，各因素對(duì)刀具耐用度的影響就不同，各指數(shù)、指數(shù)、 系數(shù)也相應(yīng)地發(fā)生變化。系數(shù)也相應(yīng)地發(fā)生變化。 刀具耐用度符合刀具耐用度符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布對(duì)數(shù)正態(tài)分布 刀具耐用度的試驗(yàn)方法：刀具耐用度的試驗(yàn)方法：外圓車削試驗(yàn)，端面外圓車削試驗(yàn)，端面車削法，放射性同位素法車削法，放射性同位素法。式中：式中： t tm m 工序的切削時(shí)間，也稱基本工時(shí)；工序的切削時(shí)間，也稱基本工時(shí)； t tct ct 換刀一次所消耗的時(shí)間，（卸刀、裝刀、對(duì)刀）；換刀一次所消耗的時(shí)間，（卸刀、裝刀、對(duì)刀）； t totot除換刀時(shí)間外的其它輔助時(shí)間；除換刀時(shí)間外的其它輔助時(shí)間； TT刀具壽命；刀具壽

20、命； t tm m/T /T 換刀次數(shù)。換刀次數(shù)。是以單位時(shí)間生產(chǎn)最多數(shù)量產(chǎn)品或加工每個(gè)零件所消耗的是以單位時(shí)間生產(chǎn)最多數(shù)量產(chǎn)品或加工每個(gè)零件所消耗的生產(chǎn)時(shí)間為最少來(lái)衡量的。使工序時(shí)間最短的刀具壽命。生產(chǎn)時(shí)間為最少來(lái)衡量的。使工序時(shí)間最短的刀具壽命。 以車削為例，單件工序的工時(shí)以車削為例，單件工序的工時(shí)t tw w為：為：一、最高生產(chǎn)率耐用度一、最高生產(chǎn)率耐用度6.5 6.5 合理耐用度的選用原則合理耐用度的選用原則otmctmwtTtttt(6-1)將上式代入式（將上式代入式（6-16-1），對(duì)），對(duì)T T求導(dǎo)，并令其為求導(dǎo)，并令其為0 0，可得到，可得到最最高生產(chǎn)率耐用度高生產(chǎn)率耐用度為：

21、為：f，ap選定后，有：選定后，有：0CvTmmpwwpwwpwwmTfaCLdfvaLdfanLt010001000mmATt pctTtmmT 1式中式中 C C 工序成本；工序成本； M M 機(jī)時(shí)費(fèi)；機(jī)時(shí)費(fèi)； C Ct t 刀具費(fèi)用；刀具費(fèi)用； t tm m ，t tctct ，T T 含義同前含義同前是使每件產(chǎn)品（或工序）的加工費(fèi)用最低為原則的刀具耐用是使每件產(chǎn)品（或工序）的加工費(fèi)用最低為原則的刀具耐用度。仍以車削為例，工序成本為：度。仍以車削為例，工序成本為：仍令仍令f f，a ap p為常數(shù)，采用相同方為常數(shù)，采用相同方法，可得到法，可得到最低成本耐用度最低成本耐用度T Tc c為

22、為tmM刀具費(fèi)用taMC刀具耐用度 Tc成本 二、最低成本耐用度（經(jīng)濟(jì)耐用度）二、最低成本耐用度（經(jīng)濟(jì)耐用度）MtCTtMTttMtCcttmmctmctctTMctmmT11 1、根據(jù)刀具的、根據(jù)刀具的復(fù)雜程度、制造和磨刀成本復(fù)雜程度、制造和磨刀成本選擇；選擇；2 2、機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀和陶瓷刀具機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀和陶瓷刀具，耐用度可選的，耐用度可選的低些低些；3 3、多刀機(jī)床、組合機(jī)床和自動(dòng)化機(jī)床、自動(dòng)線上的刀具多刀機(jī)床、組合機(jī)床和自動(dòng)化機(jī)床、自動(dòng)線上的刀具，耐用度應(yīng)選的耐用度應(yīng)選的高些高些；4 4、對(duì)薄弱的關(guān)鍵工序，為了平衡整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，應(yīng)選用較、對(duì)薄弱的關(guān)鍵工序，為了平衡整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，應(yīng)選用較

23、低的耐用度；低的耐用度；5 5、大件精加工時(shí)大件精加工時(shí)，為了避免在加工同一表面時(shí)中途換刀，為了避免在加工同一表面時(shí)中途換刀，耐用度應(yīng)選的耐用度應(yīng)選的高些高些；6 6、生產(chǎn)線上的刀具耐用度應(yīng)規(guī)定為一個(gè)班或兩個(gè)班，以便、生產(chǎn)線上的刀具耐用度應(yīng)規(guī)定為一個(gè)班或兩個(gè)班，以便在換班時(shí)換刀。在換班時(shí)換刀。 刀具破損也是刀具損壞的主要形式之一。刀具破損多發(fā)生在脆刀具破損也是刀具損壞的主要形式之一。刀具破損多發(fā)生在脆性較大的刀具材料進(jìn)行斷續(xù)切削時(shí)，或者加工高硬度材料時(shí)。性較大的刀具材料進(jìn)行斷續(xù)切削時(shí)，或者加工高硬度材料時(shí)。破損形式：破損形式：脆性破損：脆性破損：硬質(zhì)合金和陶瓷刀具切削時(shí)，在機(jī)械和熱沖擊作硬質(zhì)合

24、金和陶瓷刀具切削時(shí)，在機(jī)械和熱沖擊作用下，前、后刀面尚未發(fā)生明顯的磨損前，就在切削刃處出現(xiàn)用下，前、后刀面尚未發(fā)生明顯的磨損前，就在切削刃處出現(xiàn)崩刃、碎斷、剝落、裂紋等。崩刃、碎斷、剝落、裂紋等。塑性破損：塑性破損：切削時(shí)，由于高溫、高壓作用，有時(shí)在前、切削時(shí)，由于高溫、高壓作用，有時(shí)在前、 后后刀面和切屑、工件的接觸層上，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(dòng)刀具表層材料發(fā)生塑性流動(dòng)而失去切削能力。而失去切削能力。6.6 6.6 刀具的破損刀具的破損1 1、崩刃。、崩刃。在切削刃上產(chǎn)生的小缺口。缺口尺寸與進(jìn)給量相在切削刃上產(chǎn)生的小缺口。缺口尺寸與進(jìn)給量相當(dāng)或者稍大一些。切削刃

25、修磨后還能繼續(xù)進(jìn)行切削。當(dāng)或者稍大一些。切削刃修磨后還能繼續(xù)進(jìn)行切削。 屬于早期破損。陶瓷刀具、硬質(zhì)合金刀具（低速斷續(xù)切屬于早期破損。陶瓷刀具、硬質(zhì)合金刀具（低速斷續(xù)切削）削）2 2、碎斷。（打刀）、碎斷。（打刀）在切削刃上發(fā)生小塊破裂在切削刃上發(fā)生小塊破裂（重磨修復(fù)后（重磨修復(fù)后可用）可用）或大塊斷裂（或大塊斷裂（不能修磨后再用不能修磨后再用），刀具不能繼續(xù)正常），刀具不能繼續(xù)正常切削。切削。3 3、剝落。、剝落。指經(jīng)常連同切削刃一起在前刀面、后刀面上剝下指經(jīng)常連同切削刃一起在前刀面、后刀面上剝下一層碎片，有時(shí)也在離切削刃稍遠(yuǎn)處剝落。這種早期破損一層碎片，有時(shí)也在離切削刃稍遠(yuǎn)處剝落。這種早期

26、破損現(xiàn)象多發(fā)生在斷續(xù)切削、且在有切屑粘結(jié)在前面上在切入現(xiàn)象多發(fā)生在斷續(xù)切削、且在有切屑粘結(jié)在前面上在切入時(shí)。在積屑瘤脫落時(shí)，更容易發(fā)生這種破損。時(shí)。在積屑瘤脫落時(shí)，更容易發(fā)生這種破損。4 4、裂紋破損。、裂紋破損。在長(zhǎng)時(shí)間斷續(xù)切削后，由于疲勞而引起裂紋在長(zhǎng)時(shí)間斷續(xù)切削后，由于疲勞而引起裂紋的一種破損。熱應(yīng)力引起垂直于或傾斜于切削刃的熱裂紋的一種破損。熱應(yīng)力引起垂直于或傾斜于切削刃的熱裂紋，機(jī)械應(yīng)力引起平行于切削刃或成網(wǎng)狀的機(jī)械疲勞裂紋。，機(jī)械應(yīng)力引起平行于切削刃或成網(wǎng)狀的機(jī)械疲勞裂紋。 這種這種裂紋裂紋不斷不斷擴(kuò)展、合并擴(kuò)展、合并，導(dǎo)致切削刃的，導(dǎo)致切削刃的破損或斷裂破損或斷裂。 切削時(shí)，由于

27、高溫和高壓作用，使得前、后刀面的刀切削時(shí)，由于高溫和高壓作用，使得前、后刀面的刀具材料發(fā)生塑性流動(dòng)而喪失切削能力，稱為具材料發(fā)生塑性流動(dòng)而喪失切削能力，稱為塑性破損塑性破損。 過(guò)程：過(guò)程：刀刃變鈍圓刀具材料向后刀面流動(dòng)后角變刀刃變鈍圓刀具材料向后刀面流動(dòng)后角變化（部分為化（部分為0 0）接觸面增大切削力增大刀具材料繼）接觸面增大切削力增大刀具材料繼續(xù)向后刀面流動(dòng)部分刀具材料被工件帶走。續(xù)向后刀面流動(dòng)部分刀具材料被工件帶走。 塑性破損的條件是塑性破損的條件是高溫下刀具材料的硬度小于工件材高溫下刀具材料的硬度小于工件材料的硬度料的硬度。刀具材料與工件材料硬度。刀具材料與工件材料硬度比值越高比值越高

28、，越不容易越不容易發(fā)生塑性破損。發(fā)生塑性破損。鉆頭破損 檢測(cè)器聲發(fā)射鉆頭破損檢測(cè)裝置系統(tǒng)圖聲發(fā)射鉆頭破損檢測(cè)裝置系統(tǒng)圖交換機(jī)床控制器工件折斷工作臺(tái)聲發(fā)射傳感器破損信號(hào)1 1、刀具破損的主要原因是、刀具破損的主要原因是沖擊、機(jī)械疲勞和熱疲勞沖擊、機(jī)械疲勞和熱疲勞。（早。（早期破損主要是機(jī)械沖擊，熱應(yīng)力影響小；后期破損主要是期破損主要是機(jī)械沖擊，熱應(yīng)力影響??；后期破損主要是在機(jī)械和熱沖擊作用下，刀具內(nèi)裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展所致。）在機(jī)械和熱沖擊作用下，刀具內(nèi)裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展所致。）2 2、刀具材料的特性、刀具材料的特性（硬度高、脆性大，組織不均勻等）（硬度高、脆性大，組織不均勻等）也也是引起刀具破損的原因。是引

29、起刀具破損的原因。機(jī)械應(yīng)力：機(jī)械應(yīng)力：正前角時(shí)正前角時(shí)（前刀面一定區(qū)域內(nèi)受拉應(yīng)力，后刀面區(qū)受壓應(yīng)（前刀面一定區(qū)域內(nèi)受拉應(yīng)力，后刀面區(qū)受壓應(yīng)力，前刀面上離刀刃力，前刀面上離刀刃2 22.52.5倍刀屑接觸長(zhǎng)度附近拉應(yīng)力倍刀屑接觸長(zhǎng)度附近拉應(yīng)力最大）；最大）；小前角或負(fù)前角時(shí)小前角或負(fù)前角時(shí)（拉應(yīng)力區(qū)減小或者全部成為（拉應(yīng)力區(qū)減小或者全部成為壓應(yīng)力，能提高抗破損能力。）壓應(yīng)力，能提高抗破損能力。）熱應(yīng)力：熱應(yīng)力：斷續(xù)切削時(shí)，由于切削與空切的交替變化，刀具斷續(xù)切削時(shí)，由于切削與空切的交替變化，刀具表面上的溫度發(fā)生周期性的變化。空切時(shí)溫度降低由于冷表面上的溫度發(fā)生周期性的變化?？涨袝r(shí)溫度降低由于冷縮前刀面受拉應(yīng)力，切削時(shí)受熱由于熱脹而受壓應(yīng)力?？s前刀面受拉應(yīng)力，切削時(shí)受熱由于熱脹而受壓應(yīng)力。 拉、壓應(yīng)力交替作用使刀具產(chǎn)生熱裂現(xiàn)象。溫差越低，應(yīng)拉、壓應(yīng)力交替作用使刀具產(chǎn)生熱裂現(xiàn)象。溫差越低，應(yīng)力越大，越易引起裂紋。力越大，越易引起裂紋。刀具破損耐用度刀具破損耐用度：指刀具刃磨后開始切削，一直到尚未達(dá)：指刀具刃磨后開始切削，一直到尚未達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)之前就發(fā)生