刀具磨損原因及改進方法

1、.,刀具的磨損形式,前刀面磨損 (月牙凹磨損）,后刀面磨損,前后刀面磨損,刀具的鈍化方式： 卷刃、崩刃、磨損三種。,刀具的磨損原因：,機械磨損、熱效應磨損。,刀具磨鈍標準,合理磨鈍標準、工藝磨鈍標準,.,刀具磨損的原因,(1)刀具與切屑、工件間的接觸表面經常是新鮮表面。 (2)接觸壓力非常大，有時超過被切削材料的屈服強度。 (3)接觸表面的溫度很高，對于硬質合金刀具可達8001000，對于高速鋼刀具可達300600。,刀具磨損經常是機械的、熱的、化學的三種作用的綜合結果，可以產生磨料磨損、冷焊磨損（粘結磨損）、擴散磨損和氧化磨損等。,.,切屑、工件的硬度雖然低于刀具的硬度，但其結構中經常含有一

2、些硬度極高的微小的硬質點，能在刀具表面刻劃出溝紋，這就是磨料磨損。硬質點有碳化物(如Fe3C、TiC、VC等)、氮化物(如TiN、Si3N4等)、氧化物(如Si02、A12O3等)和金屬間化合物。,一、磨料磨損,二、冷焊磨損,切削時，切屑、工件與前、后刀面之間，存在很大的壓力和強烈的摩擦，因而它們之間會發(fā)生冷焊。由于摩擦副之間有相對運動，冷焊結特產生破裂被一方帶定，從而造成冷焊磨損。,.,擴散磨損在高溫下產生。切削金屬時，切屑、工件與刀具接觸過程中，雙方的化學元素 在固態(tài)下相互擴散，改變了材料原來的成分與結構，使刀具表層變得脆弱，從而加劇了刀具的磨損。例如用硬質合金切鋼時，從800開始，硬質合

3、金中的鈷便迅速地擴散到切屑、工件中去，WC分解為鎢和碳后擴散到鋼中.,當切削溫度達700800時，空氣中的氧便與硬質合金中的鈷及碳化鎢、碳化鈦等發(fā)生氧化作用，產生較軟的氧化物(如Co304、Co0、W03、TiO2等)被切屑或工件擦掉而形成磨損，這稱為氧化磨損.,三、擴散磨損,四、氧化磨損,.,工件、切屑與刀具由于材料不同，切削時在接觸區(qū)電勢，這種熱電勢有促進擴散的作用而加速刀具磨損。這種熱電勢的作用下產生的擴散磨損，稱為“熱電磨損”。,返回,五、熱電磨損,.,在前刀面上相應于產生月牙洼的地方，其切削溫度最高，因此磨損也最大，從而形成一個凹窩(月牙洼)。,前刀面磨損 (月牙洼磨損 ),在,切削

4、速度較高、,切削厚度較大,的情況下加工,塑性,耐熱性和耐磨性稍有不足時,切屑在前刀面上經常,當?shù)毒叩?會磨出一個月牙洼。,月牙洼和切削刃之間有一條小棱邊。在磨損的過程中，月牙洼寬度逐漸擴展。當月牙洼擴展到使棱邊變得很窄時，切削刃的強度大為削弱，極易導致崩刃。月牙洼磨損量以其深度KT表示,金屬,.,前刀面的月牙洼磨損,前刀面上過高的切削溫度引起擴散磨損,過度的月牙洼磨損會降低切削刃強度。,改進方法,降低切削速度,減小走刀量,采用正前角槽形刀片，更耐磨的刀片,材料或涂層,避免積屑瘤,原因,影響,.,由于加工表面和后刀面間存在著強烈的摩擦，在后刀面上毗鄰切削刃的地方很快被磨出后角為零的小棱面，這種磨

5、損形式叫做后刀面磨損。,后刀面磨損,何為后刀面磨損,在切削速度較低、切削厚度較小的情況下切削塑性金屬以及加工脆性金屬時，一般不產生月牙洼磨損，但都存在著后刀面磨損,在刀尖部分(即圖a中的C區(qū))由于強度和散熱條件較差，因此磨損較為劇烈，其最大值為VC 。,在參與切削的切削刃中部(B區(qū))，其磨損比較均勻。在B區(qū)，以VB表示平均磨損值，以VBmax表示最大磨損值。,.,降低切削速度,切削速度太高 進給量太低 刀具耐磨性不好,快速的后刀面磨損會使表面質量 變差,后 刀 面 磨 損,影響,原因,改進方法,采用順銑的方法,充足的冷卻液,采用更耐磨的刀片材料或涂層,逐步加大走刀量,.,這是一種兼有上述兩種情

6、況的磨損形式。在切削塑性 金屬時，經常會發(fā)生這種磨損。,前刀面和后刀面同時磨損,.,積 屑 瘤,低速切削，負前角切削,過度的月牙洼磨損會降低切削刃強度。,影響,積屑瘤引起表面質量變差，當積屑瘤脫落時會引起切削刃破損,產生原因：,改進方法,提高切削速度,逐步加大走刀量致最佳切屑厚度,采用物理涂層的刀片材料,充足的高壓冷卻液或空氣 防止二次切屑,采用順銑的方法,正前角銑刀體和刀片,.,溝 槽 磨 損,降低切削速度,加工淬硬材料 表面硬皮和氧化皮,溝槽磨損引起表面 質量變差或者崩刃,改 進 方 法,原 因,影 響,選擇韌性更好的牌號,.,塑性變形,切削刃塌下或后刀面凹陷，倒致切削控制差和表面質量差。

7、后刀面磨損會導致刀片崩刃。,切削溫度太高 并且壓力太大,切屑刃塌下：降低切削速度,塑性變形原因,方法,影 響,選用更高的抗塑性變形能力的硬牌號,后刀面凹陷：降低進給,.,刃口的破損,切削刃的細小破損導致表面質量變差和過度的后刀面磨損,積屑瘤 牌號太脆 刀片槽形強度太低,原因,影 響,改進方法,刃口被擠碎則提高切削速度,排除振動的因素,工件材質不均降低切削速度并且加大走刀量順銑,刀體是否退火失效，刀墊是否破碎，刀片螺釘需要更換,采用韌性更好的刀片材料,換刃口強壯的刀片,冷硬鑄鐵工件需負前角銑刀,圓刀片銑刀最耐沖擊,.,刀具磨鈍標準,刀具磨損后將影響切削力、切削溫度和加工質量，因此必須根據加工情況

8、規(guī)定一個最大的允許磨損值，這就是刀具的磨鈍標準。,一般刀具的后刀面上都有磨損，它對加工精度和切削力的影響比前刀面磨損顯著，同時后刀面磨損量比較容易測量，因此在刀具管理和金屬切削的科學研究中多按后刀面磨損尺寸來制定磨鈍標準。通常所謂磨鈍標準是指后刀面磨損帶中間部分平均磨損量允許達到的最大值，以VB表示。,表示方法,.,車削剛性差的工件時，應控制在VB0.3mm左右；而車削剛性好的工件時，磨鈍標準可取得大一些。,在切削難加工材料時，一般應選用較小的磨鈍標推；加工一般材料，磨鈍標準可以大一些。,加工精度及表面質量要求較高時，應當減小磨鈍標準，以確保加工質量。例如在精車時，應控制VB0.10.3mm的

9、范圍內。,磨鈍標準的選擇,.,合理磨鈍標準,工藝磨鈍標準,粗加工時，應取磨損過程曲線中正常磨損階段終點處的磨損量B點對應的磨損量（VB)作為磨鈍標準。,精加工時，必須保證工件表面粗糙度和尺寸精度，因此要根據表面粗糙度和精度來制定刀具的磨鈍標準。,.,刀具使用壽命的定義,刃磨后的刀具自開始切削直到磨損量達到磨鈍標準為止的切削時間，稱為刀具使用壽命，以T表示。,它是指凈切削時間，不包括用于對刀、測量、快進、回程等非切削時間。,也有用達到磨鈍標準前的切削路程lm。來定義刀具使用壽命的。lm等于切削速度Vc和刀具使用壽命(時間)T的乘積，即 lm=VcT,一把新刀(如焊接車刀或麻花鉆等)用到報廢之前的總切削時間，其中包括多次重磨。因此刀具使用壽命等于刀具耐用度乘以重磨次數(shù)，但按現(xiàn)行的推薦標準精神，應稱為刀具總使用壽命。,.,影響刀具壽命的因素,工件,切削用量,刀具幾何角度,潤滑液,.,切削速度、切削路程與刀尖磨損量的關系,工件：HT250 刀具：PCBN,.,進給量與表面粗糙度的關系,工件：HT250 刀具：PCBN,., g0=-3-5