第六章刀具磨損

第六章刀具磨損、破損和使用壽命(刀具耐用度)刀具磨損對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率及加工成本有直接影響，也是切削加工中的重要問(wèn)題之一?！?-1刀具磨損的形式與原因★刀具正常磨損時(shí)，按其發(fā)生的部位分為三種形式：6.1.1前刀面磨損(月牙洼磨損用KT表示)產(chǎn)生：加工塑性金屬、切削速度較高、切削厚度較大時(shí)發(fā)生。特點(diǎn)：切削溫度最高、形成一個(gè)凹窩、有一條小棱邊。6.1.2后刀面磨損6.1.3前、后刀面同時(shí)磨損圖1–24刀具磨損的形式a)后刀面磨損hd

<0.1mmb)前刀面磨損hd

>0.5mmc)前、后刀面同時(shí)磨損0.1mm<hd

<0.5mm★刀具磨損原因刀具磨損經(jīng)常是機(jī)械的、熱的、化學(xué)的三種作用的綜合結(jié)果?！锏毒吣p特點(diǎn)（狀態(tài)）刀具與切屑、工件間的接觸表面經(jīng)常是新鮮表面；接觸壓力非常大；接觸表面的溫度很高；刀具磨損形式：磨料磨損冷焊磨損擴(kuò)散磨損氧化磨損熱電磨損（擴(kuò)散磨損一種）§6-2刀具磨損過(guò)程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)6.2.1刀具磨損過(guò)程（后刀面磨損值VB隨時(shí)間延長(zhǎng)而增大）刀具磨損過(guò)程分為三個(gè)階段:

①初期磨損階段（OA段）

VB=0.05~0.1mm②正常磨損階段（AB段）

磨損過(guò)程穩(wěn)定

③急劇磨損階段（BC段）★磨損強(qiáng)度:正常工作段斜率,是比較刀具切削性能好壞的重要指標(biāo)之一?！镆话銓⒌谝欢稳藶槿サ?從第二段開(kāi)始使用圖6–9刀具磨損的過(guò)程正常磨損階段初期磨損階段急劇磨損階段6.6.2刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)——根據(jù)具體加工情況規(guī)定的刀具最大允許磨損值。

一般以后刀面磨損值VB作為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)，這是因?yàn)椋?/p>

①切削時(shí)后刀面多有磨損；②直觀、容易測(cè)量；③對(duì)已加工表面質(zhì)量影響大。因此：通常所謂磨鈍標(biāo)準(zhǔn)是指后刀面磨損帶中間部分平均磨損量允許達(dá)到的最大值，以VB表示。如車碳鋼時(shí)：精車VB=0.1~0.3;粗車VB=0.6~0.8后刀面磨損對(duì)加工質(zhì)量的影響工件切屑刀具刀具徑向磨損量為△d，工件直徑將增加到2△d★加工條件不同，磨鈍標(biāo)準(zhǔn)值不同1）粗加工標(biāo)準(zhǔn)可大些,精加工標(biāo)準(zhǔn)可小些；2）工藝系統(tǒng)剛性差時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)小些；3）工件材料不同，標(biāo)準(zhǔn)不同；4）加工大型工件，為避免中途換刀，標(biāo)準(zhǔn)大些；5）刀具材料不同，標(biāo)準(zhǔn)不同。6）自動(dòng)化生產(chǎn)的精加工，根據(jù)工件精度要求制訂刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)，常以刀具徑向磨損量

NB作為衡量標(biāo)準(zhǔn)。§6-3刀具使用壽命T（刀具耐用度）及經(jīng)驗(yàn)公式6.3.1刀具使用壽命T——刃磨后的刀具自開(kāi)始切削直到磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止的純切削時(shí)間，不包括用于對(duì)刀、測(cè)量、快進(jìn)、回程等非切削時(shí)間（以前也稱刀具耐用度）。3）刀具總使用壽命——一把新刀自開(kāi)始使用到報(bào)廢為止的總切削時(shí)間。

★刀具總使用壽命=刀具使用壽命×重磨次數(shù)★可利用T評(píng)判切削參數(shù)：可比較兩種刀具材料切削性能可比較各種工件材料切削性能可評(píng)判刀具幾何參數(shù)是否合理

6.3.2刀具使用壽命T經(jīng)驗(yàn)公式建立工件、刀具材料性能、刀具幾何參數(shù)對(duì)T都有影響，切削用量對(duì)T影響最大★在切削用量中，vc

對(duì)T影響最大1、vc

對(duì)T影響vc

↑→VB↑1）先選定刀具后刀面磨鈍標(biāo)準(zhǔn)切削刃中部磨損均勻VB=0.3mm

切削刃中部磨損不均勻VB=0.6mm2)然后固定其他條件，只改變vc

，在一定VB下（T1，vc1）、（T2，vc2）、（T3，vc3）……

ISO規(guī)定切削時(shí)間T后刀面磨損VBvc1>vc2>vc3>

vc4圖6-11刀具磨損曲線3）在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上是一直線（在一定速度范圍內(nèi))

lg

vc

=-mlgT+lgAm=tgφA為當(dāng)T=1s（min）時(shí)縱坐標(biāo)截距

vc=A/Tm泰勒公式（6-4）或：

T=C1/vcz

（z=1/m）

A—與工件材料有關(guān)的系數(shù)

m—切削速度對(duì)刀具使用壽命的影響程度高速鋼：m=0.1~0.125

硬質(zhì)合金：m=0.1~0.4

陶瓷：m=0.2~0.4m值大,刀具切削性能好刀具使用壽命T切削速度vc圖6-12在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上的T-vc曲線2、ap

、f對(duì)T影響

f=B/Tn

ap

=C/Tp

綜合vc、

ap

、f得到刀具使用壽命三因素公式：

※當(dāng)用硬質(zhì)合金車刀切削碳鋼時(shí)，切削用量與刀具的經(jīng)驗(yàn)公式為式中——與工件材料、刀具材料和其他條件有關(guān)的常數(shù)。※切削用量中切削速度對(duì)刀具使用壽命T影響最大；其次是進(jìn)給量；切削深度影響最小。§6-4合理刀具使用壽命選擇單件工序工時(shí)最短原則—最大生產(chǎn)率使用壽命Tp

單件工序成本最低原則—刀具經(jīng)濟(jì)使用壽命Tc★一般用Tc

Tc>Tp

，

vcc<vcp

T選擇粗加工時(shí)，多以切削時(shí)間表示刀具使用壽命。如：硬質(zhì)合金焊接車刀T=60min；高速鋼車刀T=90min；高速鋼鉆頭T=80~120min；硬質(zhì)合金端銑刀T=120~180min；齒輪刀具T=200~300min。精加工時(shí)，常以加工零件的個(gè)數(shù)或進(jìn)給次數(shù)表示刀具使用壽命?！?-5刀具的破損刀具破損：切削過(guò)程中，刀具不經(jīng)過(guò)正常磨損，在很短時(shí)間內(nèi)突然損壞以致