刀具的磨损和刀具的耐用度

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1、3.切削液(1)切削液的作用及种类 1)作用 润滑作用；冷却作用；清洗；防锈。 2)分类 a.水基冷却润滑液（成份以水为主，主要起 冷却作用） 水溶液 水+防锈剂（碳酸钠，亚硫酸钠，使 表面形成一层气化膜） 乳化液 乳化油（矿物油，乳化剂，添加剂） +水（95%98%）b.油基冷却润滑液(主要起润滑作用) 矿物油（机械油，轻柴油，煤油） 油性 植物油（豆油） +添加剂 动物油（猪油） 极压(2)切削液的选用 1)粘性和塑性较大的材料（低碳钢），选用 硫化矿物油。 2)脆性材料（铸铁，青铜），不用冷却润滑 液。精加工时，用煤油（降低表面粗糙度 和冲走切屑）硫，磷，氯耐高温，高压3)有色金属，不采

2、用切削液。精加工铝合金 可以采用煤油。高速切削镁合金，采用煤 油，矿物油，氟化钠溶液。不能采用水， 因为水能助燃。 4)难加工材料（耐热钢，不锈钢），采用喷 雾法，喷射含石墨的乳化液或者用液态二 氧化碳冷却。 5)硬质合金刀片，陶瓷刀片，一般不采用切 削液。如果要采用，就一开始大量注入， 特别要防止切削中途突然加切削液，会使 刀片炸裂。1.3.5刀具的磨损和刀具的耐用度1.刀具的磨损形式(1)后刀面磨损后刀面磨损是刀具是刀具上最主要的一个磨损区 ，通常以后刀面磨损高度为各种刀具的磨损标 准。 1)工件材料 切削脆性材料（如铸铁）；切削薄 的塑性材料ac0.1mm。 2)原因 加工表面与后刀面剧

3、烈摩擦。 3)度量 磨损情况由平均磨损宽度VB来表示。最大磨损宽度VBmax(2)前刀面磨损（月牙洼磨损crater wear）刀具磨损后，在切削刃口后方出现月牙洼。 1)工件材料 切削厚度ac0.1mm的塑性材料 。 2)原因 刀-屑接触面有很高的压力和温度， 接触面积中有80%是实际接触，空气或切 削液渗入比较困难，因而形成月牙洼磨损 。 塑性变形 热软化 扩散 切屑和前刀面粘 接带走刀具材料。 3)度量 月牙洼磨损值以其最大深度KT表示(3)边界磨损 在主切削刃靠近工件外皮处以及副切削刃靠 近刀尖处的后刀面上，磨出较深的沟纹。 1)工件材料 加工铸、锻件等外皮粗糙的工件 。 2)原因 在

4、刀刃附近的前、后刀面上，压应力 和剪应力很大，但工件外表面处的切削刃 上应力突然下降，形成很高的应力梯度， 引起很大的剪应力。 3)度量 用VN的宽度。前刀面2.刀具的磨损过程及磨钝标准(1)刀具磨损过程 1)初期磨损段 0.080.1mm 2)正常磨损段 3)急剧磨损段 已加工表面质量恶化，切削力 ，切削温度升高。tVB 正常磨损段ABC急剧磨损段初期磨损段(2)刀具磨钝标准刀具磨损到一定的程度就不能继续使用。这 个磨损限度称为磨钝标准。 下列现象作为磨钝标准： 1)噪声 2)振动 3)已加工表面质量恶化 4)切削力突然增加 这四种现象，在VB-t曲线上是在B点，因此就 将磨钝标准化成VB。

5、 国际标准ISO统一规定以1/2切削深度处后刀 面上测定的磨损带宽度VB作为刀具磨钝标 准。例如：高速钢 粗加工 VBmax=1.5mm精加工 VB=0.75mm 硬质合金 VB=0.4mm或VBmax=0.7mm 陶瓷刀片 VBmax=0.6mm3.刀具耐用度 刀具耐用度定义为，由刃磨后开始切削，一 直到磨损量达到刀具磨钝标准所经过的总 切削时间。或：达到规定的磨钝标准，刀具的工作时间 。 或：两次磨刀之间的工作时间。 例如：高速钢车刀 T=3090min;高速钢钻头 T=80120min;硬质合金刀片 T=2060min。4.影响刀具耐用度的因素 影响刀具磨损和刀具耐用度的因素是错综复 杂

6、的。切削用量对刀具耐用度的影响最有 实际意义：结论： (1) v对T的影响最大； (2)f对T的影响其次； (3)ap对T的影响最小。 首先选择ap；尽量取大的f；耐用度足够，从 而确定v。CT 刀具耐用 度系数1.4加工质量和生产率 1.4.1加工质量1.加工精度 (1)尺寸精度 零件的实际尺寸与理想尺寸相 接近的程度。 (2)形状精度 零件的实际形状与理想形状相 接近的程度。 (3)位置精度 零件几何要素的实际位置与理 想位置相接近的程度。2.表面质量(1)表面粗糙度 1)加工后的残留面积2)其它影响因素 鳞刺 积屑瘤 振动R为刀尖半径鳞刺(2)表面层材质的结构状态1)加工硬化 切削加工后

7、，在已加工的表面有冷硬现象。 表面层硬度提高，比原来材料硬度高 50%100%。 硬化厚度： 粗加工：0.30.5mm精加工：0.070.08mm 冷硬对零件耐磨性有利，但粗加工出现冷硬 现象影响下一工序的加工。 2)残余应力 残余应力是指没有外力作用的情况下，在物 体内部保持平衡而存留的应力。a.切削温度高温高温低温低温表层受压-表层受拉+b.相变切削时，若表层温度大于相变温度，则表层 组织可能发生相变。例如，高速切削碳钢 ，切削温度可达800，碳钢在720发生 相变，形成奥氏体，冷却后变成马氏体。 马氏体的体积比奥氏体大，从而使表层产 生残余压应力，里层产生残余拉应力。1.4.2生产率切削

8、加工生产率R0常用 单位时间内产生零件 的数量表示。 tw=tm+tc+to tw为生产一个零件所需要 的总时间min/件 tm 基本工艺时间 tc 辅助时间 to 其它时间件/min1.4.3切削用量的选择在机床功率，工件和刀具强度，工艺系统刚 度，加工精度允许的条件下，尽量选择较 大的ap和f；根据合理刀具耐用度的要求， 选择合理的切削速度。 总的选择：粗加工 ap f v精加工 较小的进给量f和较高的切削速度v 1.切削深度ap的选择 粗加工 一次走刀尽可能切除全部余量 精加工 选较小的ap，0.10.4mm2.进给量f的选择粗加工 尽量选取较大的值。 半精加工，精加工 最大进给量受加工

9、精度 和表面粗糙度的限制。 3.切削速度v的选择 (1)粗加工时，切削深度和进给量较大，选低 的切削速度；精加工时，可选较高的切削 速度。 (2)工件材料强度和硬度较高，选低的切削速 度；反之则选较高的切削速度。 (3)刀具材料的切削性能愈好，切削速度愈高 。1.5材料的切削加工性工件材料切削加工性是指在一定切削条件下 ，对工件材料进行切削加工的难易程度。 1.5.1衡量材料切削加工性的指标 1.一定刀具耐用度下的切削速度VT 当刀具耐用度为T时，切削某种材料所允许的 切削速度。VT越高，材料的切削加工性越好 。若刀具耐用度T=60min，则VT可写作V60 。 2.相对加工性Kr 是指各种材

10、料的V60与45钢（正火）的(V60)j之 比值。则各工件材料的可用切削速度为V60=kr(V60)j V60的意义在于，如果使用相同于(V60)j的ap和f ，V60与(V60)j等价。 目前常用的工件材料，按相对加工性可以分 为8级。相对加工性3.已加工表面质量较容易获得好的表面质量的材料，其切削加 工性能就较好。 4.切屑控制或断屑的难易易于断屑的材料，其切削加工性较好。例如 ，自动机床和深孔钻削就需要断屑容易。 5.单位切削力在相同切削条件下，切削力较小的材料，其 切削加工性好。1.5.2改善材料切削加工性的途径1.调整材料的化学成分 在钢中适当添加一些化学元素，如硫和铅等， 能使钢的切削加工性得到改善，这样的钢就 成为易切削钢。 易切削钢：（1）切削力小；（2）容易断屑； （3）刀具耐用度高；（4）加工表面质量好 2.采用热处理改善材料的切削加工性 (1)高碳钢和工具钢硬度高-球化退火，降低硬 度，改善切削加工性。(2)低碳钢塑性大-冷拔或正火处理，降低塑 性，改善切削加工性。 (3)中碳钢-有时可以进行退火处理，改善切 削加工性。 (4)铸铁件-加工前进行退火处理，降低表面 硬度，改善切削加工性。 (5)马氏体不锈钢-调质处理，降低塑性，改 善切削加工性。结束