第六講刀具磨損與刀具壽命new

1、1刀具磨損和刀具耐用度刀具磨損和刀具耐用度刀具在切削過(guò)程中與切屑、工件之間產(chǎn)生劇烈的擠壓、摩擦，刀具在切削過(guò)程中與切屑、工件之間產(chǎn)生劇烈的擠壓、摩擦，從而產(chǎn)生磨損。刀具磨損后，會(huì)縮短刀具的使用時(shí)間，降低從而產(chǎn)生磨損。刀具磨損后，會(huì)縮短刀具的使用時(shí)間，降低表面質(zhì)量，增加刀具材料的損耗，因此，刀具磨損是影響生表面質(zhì)量，增加刀具材料的損耗，因此，刀具磨損是影響生產(chǎn)效率、加工質(zhì)量和成本的一個(gè)重要因素。產(chǎn)效率、加工質(zhì)量和成本的一個(gè)重要因素。單位切削力可達(dá)到每平方毫米單位切削力可達(dá)到每平方毫米200公斤；公斤；硬質(zhì)合金刀具切削溫度可達(dá)到硬質(zhì)合金刀具切削溫度可達(dá)到800度以上；度以上；2一、刀具的磨損形態(tài)一

2、、刀具的磨損形態(tài) 一般來(lái)說(shuō)，刀具失效形式分為：一般來(lái)說(shuō)，刀具失效形式分為： 1. 破損破損：突發(fā)的破壞，如崩斷，卷：突發(fā)的破壞，如崩斷，卷刃等。刃等。 2. 磨損磨損：正常工作時(shí)逐漸產(chǎn)生的損：正常工作時(shí)逐漸產(chǎn)生的損耗；耗；l前刀面的磨損；前刀面的磨損；l后刀面的磨損；后刀面的磨損；l邊界磨損邊界磨損l刃口的磨損；刃口的磨損；l刀尖的磨損；刀尖的磨損；3前刀面的磨損前刀面的磨損2. 前刀面的磨損值：用月牙洼的深度前刀面的磨損值：用月牙洼的深度KT表示。表示。注意：注意：當(dāng)月牙洼與刀刃之間的距離很短時(shí)，刀刃強(qiáng)度將急當(dāng)月牙洼與刀刃之間的距離很短時(shí)，刀刃強(qiáng)度將急劇下降，易發(fā)生崩刃現(xiàn)象。劇下降，易發(fā)生崩

3、刃現(xiàn)象。 可 通 過(guò) 合可 通 過(guò) 合理選擇切削用理選擇切削用量和切削液減量和切削液減少或消除月牙少或消除月牙洼磨損。洼磨損。1. 前刀面的磨損形態(tài)：月牙洼。前刀面的磨損形態(tài)：月牙洼。4 切削過(guò)程中，后刀切削過(guò)程中，后刀面不可避免會(huì)發(fā)生一定面不可避免會(huì)發(fā)生一定量的磨損。量的磨損。56二、刀具磨損的原因和機(jī)理二、刀具磨損的原因和機(jī)理 1、機(jī)械磨損（又稱(chēng)硬質(zhì)點(diǎn)磨損）、機(jī)械磨損（又稱(chēng)硬質(zhì)點(diǎn)磨損）現(xiàn)象：在后刀面上刻劃出許多微小溝紋。磨損機(jī)理：工件材料中的微小硬顆粒（ TiC、TiN 等）不斷刻劃后刀面所造成的磨損。 低速切削、刀材較軟時(shí)，磨料磨損是刀具磨損的主低速切削、刀材較軟時(shí)，磨料磨損是刀具磨損的

4、主要原因。要原因。 2、粘結(jié)磨損、粘結(jié)磨損磨損機(jī)理：刀屑接觸面上由于冷焊而產(chǎn)生粘結(jié)，當(dāng)粘結(jié)在前刀面的少量切屑金屬脫落時(shí)，帶走了刀具材料表面上的硬顆粒（如：WC、TiC等）而造成的刀具磨損。 中速切削形成不穩(wěn)定積屑瘤以及刀具刃磨質(zhì)量差時(shí)中速切削形成不穩(wěn)定積屑瘤以及刀具刃磨質(zhì)量差時(shí)磨損嚴(yán)重。磨損嚴(yán)重。7二、刀具磨損的原因和機(jī)理二、刀具磨損的原因和機(jī)理3、擴(kuò)散磨損、擴(kuò)散磨損磨損機(jī)理：高速切削時(shí)，切削溫度較高，刀屑摩擦副中的某些金屬元素相互擴(kuò)散到對(duì)方材料中去，使刀具材料表面的硬度下降，從而加快了刀具的磨損。l切削溫度越高擴(kuò)散越快；刀工材料親合力越大擴(kuò)散越快；切削溫度越高擴(kuò)散越快；刀工材料親合力越大擴(kuò)散

5、越快；l 高速切削時(shí)擴(kuò)散磨損是刀具磨損的主要原因高速切削時(shí)擴(kuò)散磨損是刀具磨損的主要原因。4、氧化磨損、氧化磨損 磨損機(jī)理：當(dāng)切削溫度在7000C以上時(shí)，空氣中的氧與刀具材料中的WC、TiC、C氧化而產(chǎn)生較軟的氧化物，切削過(guò)程中被切屑帶走而造成的刀具磨損。 高速切削時(shí)擴(kuò)散磨損是刀具磨損的主要原因高速切削時(shí)擴(kuò)散磨損是刀具磨損的主要原因。8切削速度對(duì)刀具磨損強(qiáng)度的影響切削速度對(duì)刀具磨損強(qiáng)度的影響1-硬質(zhì)點(diǎn)磨損；硬質(zhì)點(diǎn)磨損； 2-粘結(jié)磨損；粘結(jié)磨損；3-擴(kuò)散磨損；擴(kuò)散磨損；4-化學(xué)磨損化學(xué)磨損9三、刀具磨損過(guò)程及刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)三、刀具磨損過(guò)程及刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 刀具磨損過(guò)程刀具磨損過(guò)程 實(shí)踐證明：刀具隨著切

6、削時(shí)間的延長(zhǎng)，磨損逐漸實(shí)踐證明：刀具隨著切削時(shí)間的延長(zhǎng)，磨損逐漸增加，但磨損強(qiáng)度不同：增加，但磨損強(qiáng)度不同： 10刀具磨損過(guò)程刀具磨損過(guò)程刀具磨損可分為三個(gè)階段：刀具磨損可分為三個(gè)階段：l初期磨損階段初期磨損階段-新刃磨的刀具，刀刃和刀面都不夠平整，新刃磨的刀具，刀刃和刀面都不夠平整，所以刀具磨損較快。所以刀具磨損較快。l正常磨損階段正常磨損階段-磨損緩慢而均勻。磨損緩慢而均勻。l急劇磨損階段急劇磨損階段-由于刀刃磨鈍，摩擦加劇，切削力切削由于刀刃磨鈍，摩擦加劇，切削力切削溫度急劇上升，磨損增加很快。溫度急劇上升，磨損增加很快。 為了合理使用刀具，保證加工表面的質(zhì)量，在急劇為了合理使用刀具，保

7、證加工表面的質(zhì)量，在急劇磨損階段之前，應(yīng)及時(shí)更換刀具。磨損階段之前，應(yīng)及時(shí)更換刀具。 11刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 磨鈍標(biāo)準(zhǔn)：磨鈍標(biāo)準(zhǔn)：刀具后刀面中間區(qū)段的平均磨損量允許達(dá)到的最大值（用VB值表示）。刀具磨鈍以后必須重新磨刀刀具磨鈍以后必須重新磨刀12刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)的選擇原則刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)的選擇原則 對(duì)于粗加工刀具：應(yīng)盡快切除工件毛坯上的加工余量，故可采用較大的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)延長(zhǎng)刀具的耐用度； 對(duì)于精加工刀具：加工余量不大，但加工精度要求較高，切削時(shí)需要具有鋒利刀刃的刀具，故應(yīng)選用較小的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。l在不同的加工條件下，磨鈍標(biāo)準(zhǔn)的具體數(shù)值是不同的。在不同的加工條件下，磨鈍標(biāo)準(zhǔn)的具體數(shù)值是不同的。 粗車(chē)

8、碳素鋼粗車(chē)碳素鋼0.60.8 mm 粗車(chē)鑄鐵粗車(chē)鑄鐵0.81.2 mm 粗車(chē)合金鋼粗車(chē)合金鋼0.40.5 mm 精車(chē)碳鋼精車(chē)碳鋼0.10.3 mm 13四、刀具耐用度四、刀具耐用度T 磨鈍標(biāo)準(zhǔn)是用測(cè)量后刀面上中間區(qū)段的平均磨損高度的大小來(lái)控制刀具磨損的程度，這對(duì)于研究刀具的磨損機(jī)理是有用的，但應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際操作，顯得非常不便。故在生產(chǎn)中常用刀具耐用度（時(shí)間）來(lái)控制刀具的磨損程度。 刀具耐用度的概念：刀具耐用度的概念： 刀具重新刃磨后，從開(kāi)始切削直到后刀面中間區(qū)段的平均磨損量（高度） 達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)時(shí)總的切削時(shí)間（用分鐘或小時(shí)計(jì)算） 。 刀具切削加工所使用的時(shí)間達(dá)到刀具耐用度所確定的時(shí)間后，刀具就

9、應(yīng)重新刃磨。14刀具壽命與刀具耐用度的關(guān)系刀具壽命與刀具耐用度的關(guān)系 l刀具耐用度：刀具耐用度：刀具刃磨后開(kāi)始切削到磨損量達(dá)刀具刃磨后開(kāi)始切削到磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止的切削時(shí)間。到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止的切削時(shí)間。 l刀具總使用壽命：刀具總使用壽命：刀具從開(kāi)始使用到報(bào)廢為止刀具從開(kāi)始使用到報(bào)廢為止的總切削時(shí)間。的總切削時(shí)間。l 刀具總使用壽命刀具耐用度刀具總使用壽命刀具耐用度刃磨次數(shù)刃磨次數(shù)15各種切削速度下的刀具磨損曲線(xiàn)各種切削速度下的刀具磨損曲線(xiàn)16 影響刀具壽命的因素影響刀具壽命的因素 刀具幾何參數(shù)刀具幾何參數(shù) 合理選擇刀具幾何參數(shù)能提高合理選擇刀具幾何參數(shù)能提高刀具壽命。刀具壽命。 刀刀 具具

10、材材 料料 刀具材料是影響刀具壽命的重刀具材料是影響刀具壽命的重要因素，合理選用刀具材料，采用涂層刀具材料和要因素，合理選用刀具材料，采用涂層刀具材料和使用新型刀具材料，改善和提高刀具的切削性能，使用新型刀具材料，改善和提高刀具的切削性能，是提高刀具壽命和提高切削速度的重要途徑之一。是提高刀具壽命和提高切削速度的重要途徑之一。 工工 件件 材材 料料 工件材料的物理力學(xué)性能也是工件材料的物理力學(xué)性能也是影響刀具壽命的重要因素，工件材料的強(qiáng)度、硬度影響刀具壽命的重要因素，工件材料的強(qiáng)度、硬度和韌性越高，延伸率越小，切削時(shí)均能使切削溫度和韌性越高，延伸率越小，切削時(shí)均能使切削溫度升高，刀具壽命降低。升高，刀具壽命降低。 切切 削削 用用 量量17刀具耐用度的選用刀具耐用度的選用刀具壽命對(duì)生產(chǎn)率和加工成本的影響：刀具壽命對(duì)生產(chǎn)率和加工成本的影響：18 刀具耐用度的選用原則刀具耐用度的選用原則通過(guò)比較可知：通過(guò)