刀具磨損與耐用度解析

1、刀具磨損與耐用度解析一 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高的地方。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，當(dāng)月牙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。月牙洼磨損量以其最大深度KT表示。1. 前刀面磨損月牙洼磨損刀具磨損方式示意圖后刀面磨損：在后刀面上毗鄰切削刃的地方被磨出后角為零的小棱面。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材料或加工脆性材料時，主要發(fā)生后刀面磨損。磨損特征：后刀面磨損帶往往是不均勻的，刀尖局部C區(qū)強度較低，散

2、熱條件又差，磨損比較嚴(yán)重，其最大值為VC。表示方式：主切削刃靠近工件外外表處N區(qū)，由于上道工序的加工硬化層或毛坯外表硬層的影響，被磨成較嚴(yán)重的深溝，以VN表示。在后刀面磨損帶中間部位B區(qū)上，磨損比較均勻，平均磨損帶寬度以VB表示，而最大磨損帶寬度以VBmax表示。2. 主后刀面磨損 在以較高切削速度和中等切削厚度hD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。3. 前刀面和主后刀面同時磨損 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，故常以主后刀面磨損量VB來表示刀具磨損程度。二 刀具磨損的原因機械的、熱的和化學(xué)的三種作用的綜合結(jié)果1.磨粒磨損硬質(zhì)點磨損：切屑、工件材料

3、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，可在刀具外表刻劃出溝紋。2.粘接磨損：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，形成新鮮外表接觸而發(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，從而造成冷焊磨損。3.擴散磨損：在切削高溫下，刀具外表與切出的工件、切屑新鮮外表接觸，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構(gòu)造，削弱了刀具材料的性能，加速磨損過程。4.化學(xué)磨損：在一定溫度下，刀具材料與某些周圍介質(zhì)如空氣中的氧、切削液中的極壓添加劑硫、氯等起化學(xué)作用，在刀具外表形成一層硬度較低的化合物，如四氧化三鈷、一氧化鈷、三

4、氧化鈷和二氧化鈦等，被切屑或工件擦掉而形成磨損。磨粒磨損粘結(jié)磨損擴散磨損化學(xué)磨損三 刀具磨損過程刀具磨損過程1初期磨損階段2正常磨損階段3劇烈磨損階段四 刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)：通常指刀具后刀面磨損帶中間部位平均磨損量VB允許到達的最大值。 國際標(biāo)準(zhǔn)ISO推薦硬質(zhì)合金外圓車刀耐用度的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)，可以使以下任何一種： 1VB； 2如果主后面為無規(guī)那么磨損，取； 3前面磨損量KTf為進給量。 制定磨鈍標(biāo)準(zhǔn)需考慮被加工對象的特點和加工條件的具體情況。五 刀具耐用度刀具耐用度：刃磨后的刀具自開場切削直到磨損量到達磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止的切削時間，以T表示。 也可以用到達磨鈍標(biāo)準(zhǔn)時所走過的切削過程Lm來定義耐用

5、度。lm等于切削速度v和耐用度T的乘積，即 lmvT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。在一樣的切削條件下，切削不同的工件材料，可用刀具耐用度的上下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。刀具磨損曲線在雙對數(shù)坐標(biāo)上的T-v曲線影響刀具耐用度的因素1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那么最大生產(chǎn)率耐用度最低本錢耐用度最

6、大利潤耐用度還考慮以下幾點:刀具的復(fù)雜程度和制造、重磨的費用刀具構(gòu)造和裝卡、調(diào)整的復(fù)雜程度生產(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)換刀精加工尺寸很大的工件時，為防止在加工同一外表時中途換刀，耐用度應(yīng)規(guī)定得至少能完成一次走刀，刀具耐用度應(yīng)按零件精度和外表粗糙度要求決定刀具耐用度切削時間與切削速度的關(guān)系六 刀具的破損刀具的脆性破損：崩刃、碎斷、剝落、裂紋破損刀具的塑性破損：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，刀具表層材料發(fā)生塑性流動而喪失切削能力。防止刀具破損的措施：在提高刀具材料的強度和抗熱振性能的根底上：合理選擇刀具材料的牌號。防止刀具破損的措施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；在主切削刃上磨出倒棱，可以有效的防止崩刃。選擇適宜的切削用量。硬質(zhì)合金較脆，要防止切削速度過