數(shù)控機床刀具-刀具壽命

1、數(shù)控機床刀具切削熱和刀具壽命 切削熱和切削溫度1.1.切削熱的來源與傳出切削熱的來源與傳出圖圖3-29 切削熱的來源與傳出切削熱的來源與傳出切削熱和切削溫度1.1.切削熱的來源與傳出切削熱的來源與傳出cvFcQ 式中式中 Q單位時間產(chǎn)生的熱量，單位：單位時間產(chǎn)生的熱量，單位：J / s； Fc切削力，單位：切削力，單位：N； vc切削速度單位：切削速度單位：m / s。 切削熱和切削溫度1.1.切削熱的來源與傳出切削熱的來源與傳出不同切削速度下的熱量傳出比例不同切削速度下的熱量傳出比例 切削熱和切削溫度1.1.切削熱的來源與傳出切削熱的來源與傳出加工方法加工方法切屑切屑工件工件刀具刀具車削車削

2、5080%1040%5%銑削銑削70%50%15%磨削磨削4%80%12% 切削熱和切削溫度2. 2. 切削溫度的分布切削溫度的分布 a） 法平面內(nèi)的切削溫度分布法平面內(nèi)的切削溫度分布 b）刀具前面上的切削溫度分布刀具前面上的切削溫度分布切削溫度的分布切削溫度的分布 切削熱和切削溫度3.3.影響切削溫度的主要因素影響切削溫度的主要因素(1)(1)工件材料工件材料 工件材料的強度、硬度越高，總切削力越大，工件材料的強度、硬度越高，總切削力越大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，切削溫度也就越高。單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，切削溫度也就越高。 工件材料的導(dǎo)熱性好，從切屑和工件傳出的工件材料的導(dǎo)熱性好，從切屑

3、和工件傳出的切削熱相應(yīng)增多，切削區(qū)的平均溫度降低。切削熱相應(yīng)增多，切削區(qū)的平均溫度降低。 例如，合金結(jié)構(gòu)鋼的強度普遍高于例如，合金結(jié)構(gòu)鋼的強度普遍高于4545鋼，而導(dǎo)鋼，而導(dǎo)熱系數(shù)又一般均低于熱系數(shù)又一般均低于4545鋼，所以切削合金結(jié)構(gòu)鋼鋼，所以切削合金結(jié)構(gòu)鋼的切削溫度高于切削的切削溫度高于切削4545鋼的切削溫度。鋼的切削溫度。3.3.影響切削溫度的主要因素影響切削溫度的主要因素(2)(2)切削用量切削用量 在切削用量中，在切削用量中，切削速度對切削溫度的影響最切削速度對切削溫度的影響最大。大。3.3.影響切削溫度的主要因素影響切削溫度的主要因素(2)(2)切削用量切削用量 3.3.影響切

4、削溫度的主要因素影響切削溫度的主要因素 綜上所述，切削用量對切削溫度的影響綜上所述，切削用量對切削溫度的影響程度以切削速度為最大，進給量次之，背吃程度以切削速度為最大，進給量次之，背吃刀量最小。刀量最小。 因此，若要切除給定的余量，又要求切因此，若要切除給定的余量，又要求切削溫度較低，則在選擇切削用量時，應(yīng)優(yōu)先削溫度較低，則在選擇切削用量時，應(yīng)優(yōu)先考慮采用大的背吃刀量，然后選擇一個適當(dāng)考慮采用大的背吃刀量，然后選擇一個適當(dāng)?shù)倪M給量，最后再選擇合理的切削速度。的進給量，最后再選擇合理的切削速度。 上述切削用量選擇原則是從最低切削溫上述切削用量選擇原則是從最低切削溫度出發(fā)考慮的，這也是制訂零件加工

5、工藝規(guī)度出發(fā)考慮的，這也是制訂零件加工工藝規(guī)程時，確定切削用量的原則。程時，確定切削用量的原則。 3.3.影響切削溫度的主要因素影響切削溫度的主要因素(3)(3)刀具幾何參數(shù)刀具幾何參數(shù)1 1） 前角前角2 2） 主偏角主偏角 3.3.影響切削溫度的主要因素影響切削溫度的主要因素(4)(4)切削液切削液刀具磨損與刀具壽命刀具磨損與刀具壽命 刀具失效刀具失效 刀具磨損刀具磨損 刀具破損刀具破損刀具磨損與刀具壽命刀具磨損與刀具壽命1. 1. 刀具磨損的形式刀具磨損的形式車刀典型磨損形式示意圖車刀典型磨損形式示意圖刀具磨損與刀具壽命刀具磨損與刀具壽命2.2.刀具磨損的原因刀具磨損的原因(1) (1)

6、 擦傷磨損擦傷磨損 （任何切削溫度）（任何切削溫度）(2) (2) 粘結(jié)磨損粘結(jié)磨損 (3) (3) 擴散磨損擴散磨損 （高速切削）（高速切削）(4) (4) 氧化磨損氧化磨損 （高速切削）（高速切削）刀具磨損與刀具壽命刀具磨損與刀具壽命2.2.刀具磨損的原因刀具磨損的原因(1) (1) 擦傷磨損擦傷磨損 (2) (2) 粘結(jié)磨損粘結(jié)磨損 (3) (3) 擴散磨損擴散磨損(4) (4) 氧化磨損氧化磨損 切削溫度對磨損影響的示意圖切削溫度對磨損影響的示意圖擦傷磨損擦傷磨損 粘結(jié)磨損粘結(jié)磨損擴散磨損擴散磨損 氧化磨損氧化磨損刀具磨損與刀具壽命刀具磨損與刀具壽命3.3.刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具磨

7、損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)(1)(1)刀具的磨損過程刀具的磨損過程 圖圖3-38 硬質(zhì)合金車刀的典型磨損曲線硬質(zhì)合金車刀的典型磨損曲線YD05-30CrMnSiA；gogo44，a ao88，k kr 45，l ls -4；vc=150m/min，f=0.2mm.r，asp=0.5mm刀具磨損與刀具壽命刀具磨損與刀具壽命3.3.刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)(2)(2)刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 刀具允許達到的最大的磨損量，稱為刀具允許達到的最大的磨損量，稱為“磨鈍標(biāo)準(zhǔn)磨鈍標(biāo)準(zhǔn)”。 對于一般刀具，常以對于一般刀具，常以后面磨損帶高度后面磨損帶高度VBVB的允許極限值的允許極限值作為磨鈍標(biāo)

8、準(zhǔn)，作為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)，定尺寸刀具定尺寸刀具和自動化生產(chǎn)中的精加工刀具，常以和自動化生產(chǎn)中的精加工刀具，常以徑向徑向磨損量磨損量NBNB的允許值的允許值作為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。作為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。 刀具磨損與刀具壽命刀具磨損與刀具壽命3.3.刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)(2)(2)刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 圖圖3-39 車刀的徑向磨損車刀的徑向磨損（2 2）刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)）刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)1 1） 精加工精加工 VBVB0.1 mm0.1 mm 0.3mm 0.3mm； 粗加工粗加工 VBVB 0.6 mm 0.6 mm 0.8mm 0.8mm。2 2） 工藝系統(tǒng)剛性較差時，應(yīng)規(guī)定較小的磨鈍工藝系

9、統(tǒng)剛性較差時，應(yīng)規(guī)定較小的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)；標(biāo)準(zhǔn)；3 3） 粗車鋼件，特別是粗車合金鋼和高溫合金粗車鋼件，特別是粗車合金鋼和高溫合金時，磨鈍標(biāo)準(zhǔn)要比粗車鑄鐵時取得小些。時，磨鈍標(biāo)準(zhǔn)要比粗車鑄鐵時取得小些。4 4） 加工同一種工件材料時，硬質(zhì)合金刀具的加工同一種工件材料時，硬質(zhì)合金刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)要比高速鋼刀具取得小些。磨鈍標(biāo)準(zhǔn)要比高速鋼刀具取得小些。 刀具磨損與刀具壽命刀具磨損與刀具壽命4.4.刀具壽命刀具壽命(1) (1) 定義定義 刃磨或換刃后的刀具，自開始切削直到磨刃磨或換刃后的刀具，自開始切削直到磨損量達到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止的切削時間，稱為刀損量達到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止的切削時間，稱為刀具壽命，符號用具壽命，

10、符號用T T，單位用單位用minmin或或s s。 刀具磨損與刀具壽命刀具磨損與刀具壽命4.4.刀具壽命刀具壽命(2) (2) 刀具壽命與切削用量的關(guān)系刀具壽命與切削用量的關(guān)系 pnmspcaTfv111TCvvvcxyspavfTCm式中，Cv、CT是與切削條件有關(guān)的常數(shù)；m、n、p為指數(shù)其值為： nmyvpmXv刀具磨損與刀具壽命刀具磨損與刀具壽命4.4.刀具壽命刀具壽命(2) (2) 刀具壽命與切削用量的關(guān)系刀具壽命與切削用量的關(guān)系 例如，當(dāng)用硬質(zhì)合金車刀車削例如，當(dāng)用硬質(zhì)合金車刀車削s sb = 0.65GPa的中碳鋼時，切的中碳鋼時，切削用量與刀具壽命的關(guān)系為：削用量與刀具壽命的關(guān)系

11、為：7502525TC.spcaTfv15045020C.sp.afTvcv刀具磨損與刀具壽命刀具磨損與刀具壽命4.4.刀具壽命刀具壽命(2) (2) 刀具壽命與切削用量的關(guān)系刀具壽命與切削用量的關(guān)系 切削用量對刀具壽命切削用量對刀具壽命T T的影響程度與切削用的影響程度與切削用量對切削溫度量對切削溫度的影響程度是一致的，切削速的影響程度是一致的，切削速度對刀具壽命的影響最大，其次是進給量，背度對刀具壽命的影響最大，其次是進給量，背吃刀量的影響很小。吃刀量的影響很小。 刀具磨損與刀具壽命刀具磨損與刀具壽命4.4.刀具壽命刀具壽命(2) (2) 刀具壽命與切削用量的關(guān)系刀具壽命與切削用量的關(guān)系 制訂工藝規(guī)程時，如果既要保證較長的刀具制訂工藝規(guī)程時，如果既要保證較長的刀具壽命，又要追求較高的切削效益，那么，確定壽命，又要追求較高的切削效益，