刀具磨損及耐用度

第六章刀具磨損及刀具使用壽命2h主要內(nèi)容6.1刀具的磨損形態(tài)6.2刀具的磨損原因6.3刀具磨損過(guò)程與磨鈍標(biāo)準(zhǔn)6.4刀具使用壽命和切削用量的關(guān)系6.5刀具合理使用壽命的制定6.1刀具磨損形態(tài)正常磨損前刀面磨損后刀面磨損邊界磨損非正常磨損塑性破損脆性破損刀具磨損的特點(diǎn)切屑底層的表面活性大，不存在氧化膜前后刀面接觸壓力大，溫度高刀具磨損容易引起振動(dòng)破壞已加工表面的質(zhì)量和尺寸精度刀具磨損與機(jī)械、熱和化學(xué)作用密切相關(guān)正常磨損刀具前后刀面在高溫高壓下產(chǎn)生的磨鈍前刀面被磨成月牙洼后刀面形成磨損帶二者同時(shí)發(fā)生并相互作用刀具磨損的形態(tài)前刀面磨損又稱為月牙洼磨損產(chǎn)生條件加工塑性材料切削速度高和厚度大時(shí)刀具材料的耐熱性和耐磨性差時(shí)磨損值以月牙洼的最大深度KT表示車刀典型磨損示意圖后刀面磨損在后刀面毗鄰刃口處磨出的小棱面。切削脆性金屬時(shí)；產(chǎn)生條件：切削塑性金屬，進(jìn)給量和速度較低時(shí)。以平均磨損寬度值VB或最大磨損寬度值VBmax表示后刀面的磨損區(qū)后刀面磨損不均勻后刀面磨損分為三個(gè)區(qū)：靠近刀尖的C區(qū)：磨損最嚴(yán)重(VC)中間部分的B區(qū)：磨損比較均勻(VB)靠近工件外皮的N區(qū)：邊界磨損(VN)邊界磨損產(chǎn)生部位：主切削刃和待加工表面之間副切削刃和已加工表面之間產(chǎn)生條件：加工硬化毛坯件有粗糙的硬皮邊界磨損示意圖刀具的破損塑性破損：前后刀面發(fā)生塑性流動(dòng)而喪失切削能力與刀具和工件材料的硬度比值有關(guān)脆性破損：崩刃；碎斷剝落；裂紋6.2刀具磨損的原因硬質(zhì)點(diǎn)(磨料)磨損粘結(jié)(冷焊)磨損擴(kuò)散磨損化學(xué)(氧化)磨損刀具磨損是機(jī)械的、物理的和化學(xué)的三種作用的綜合結(jié)果。硬質(zhì)點(diǎn)磨損又稱為機(jī)械磨損或磨料磨損由材料中的硬質(zhì)點(diǎn)或積屑瘤的碎片造成在各種速度下均存在，是低速刀具磨損的主要原因與切削路程或滑移距離成正比高速鋼刀具較硬質(zhì)合金刀具顯著粘結(jié)磨損又稱為冷焊磨損粘結(jié)指工件和材料在高溫高壓下，接觸到原子間距離時(shí)產(chǎn)生的冷焊現(xiàn)象是摩擦面的塑性變形所造成的各種刀具材料均可能發(fā)生粘結(jié)磨損粘結(jié)程度取決于二者的親和力、硬度比、切削溫度、刀具表面形狀和金相組織等粘結(jié)強(qiáng)度系數(shù)粘結(jié)強(qiáng)度系數(shù)單位粘結(jié)力和刀具材料的抗拉強(qiáng)度之比比值越大，粘結(jié)磨損程度越大溫度越高，粘結(jié)系數(shù)越大，磨損越嚴(yán)重切削鋼材時(shí)應(yīng)選用YT類合金硬質(zhì)合金與合金鋼的粘結(jié)溫度不同刀具材料的粘結(jié)強(qiáng)度系數(shù)擴(kuò)散磨損與冷焊磨損、磨料磨損同時(shí)產(chǎn)生前刀面上溫度最高處擴(kuò)散作用最強(qiáng)烈影響擴(kuò)散磨損速度的因素有：切削溫度刀具材料的化學(xué)成分切屑的流動(dòng)速度硬質(zhì)合金與鋼之間的擴(kuò)散化學(xué)磨損又稱為氧化磨損刀具材料與周圍介質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)切削液或介質(zhì)的活性越大，磨損越嚴(yán)重例子：不能用金剛石刀具切削黑色金屬切削速度對(duì)磨損強(qiáng)度的影響刀具的磨損過(guò)程初期磨損階段曲線斜率大，刀具磨損快與刃磨質(zhì)量有關(guān)正常磨損階段磨損比較緩慢均勻是刀具的有效工作階段急劇磨損階段刀具的磨損過(guò)程圖刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具的磨損極限常以刀具后刀面磨損值作為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)ISO：1/2被吃刀量處后刀面的寬度VB自動(dòng)化刀具：刀具徑向磨損量NB刀具的徑向磨損量制定磨鈍標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)考慮的因素刀具的合理使用工件表面的粗糙度工件的尺寸精度工件材料的切削加工性刀具制造和刃磨的難易程度車刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)(ISO)高速鋼或陶瓷刀具破損后刀面有規(guī)則的磨損，VB=0.3mm后刀面無(wú)規(guī)則的磨損，VB=0.6mm硬質(zhì)合金刀具VB=0.3mm后刀面無(wú)規(guī)則的磨損，VB=0.6mm前刀面磨損量KT=0.06+0.3f6.4刀具的使用壽命刀具使用壽命：刀具兩次刃磨之間總的切削時(shí)間，T新刀從開始切削直到磨損達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)時(shí)總的切削時(shí)間達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)時(shí)總的切削行程精加工時(shí)，用工件數(shù)量或走刀次數(shù)表示刀具總壽命和使用壽命刀具使用壽命≠刀具的總壽命總壽命指新刀從開始切削直至報(bào)廢為止的總切削時(shí)間總壽命=使用壽命×刃磨次數(shù)使用壽命衡量刀具材料切削性能的優(yōu)劣使用壽命衡量工件材料的可切削加工性切削速度和使用壽命的關(guān)系速度是影響使用壽命的主要因素提高速度，刀具使用壽命降低泰勒公司是選擇切削速度的重要依據(jù)泰勒公司的使用是有條件的刀具使用壽命公式著名的泰勒公式選擇切削速度的重要依據(jù)m表示切削速度對(duì)耐用度的影響程度m越小，速度對(duì)耐用度的影響就越大m與刀具的材料有關(guān)C0系數(shù)與工件的材料和切削條件有關(guān)不同刀具材料的使用壽命比較廣義泰勒公式根據(jù)單因素法，求得廣義泰勒公式為：C:使用壽命系數(shù)，與材料和切削條件有關(guān)x,y,z:指數(shù)，一般x＞y＞z。刀具使用壽命的曲線變化圖切削用量的優(yōu)選原則根據(jù)公式可知速度對(duì)耐用度的影響最大(指數(shù)最大)進(jìn)給量的影響次之背吃刀量的影響最小優(yōu)選順序是先選大的背吃刀量再選大進(jìn)給量最后選擇切削速度6.5刀具合理使用壽命的制定刀具使用壽命直接影響生產(chǎn)效率和成本合理的刀具使用壽命應(yīng)根據(jù)優(yōu)化目標(biāo)確定合理的刀具使用壽命分為最高生產(chǎn)率使用壽命最低成本使用壽命(經(jīng)濟(jì)使用壽命)使用壽命和效率、成本的關(guān)系圖最高生產(chǎn)率使用壽命最高生產(chǎn)率使用壽命單件工時(shí)最少加工零件數(shù)最多公式為：經(jīng)濟(jì)使用壽命指單件成本最低時(shí)的