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1、刀具磨损和刀具耐用度,1,刀具在切削过程中与切屑、工件之间产生剧烈的挤压、摩擦，从而产生磨损。刀具磨损后，会缩短刀具的使用时间，降低表面质量，增加刀具材料的损耗，因此，刀具磨损是影响生产效率、加工质量和成本的一个重要因素。 单位切削力可达到每平方毫米200公斤； 硬质合金刀具切削温度可达到800度以上；,一、刀具的磨损形态,一般来说，刀具失效形式为： 1. 磨损：正常工作时逐渐产生的损耗； 前刀面的磨损； 后刀面的磨损； 刃口的磨损； 刀尖的磨损； 2. 破损：突发的破坏，随机产生的，如崩断，卷刃等。,2,前刀面的磨损,前刀面的磨损形态主要是出现月牙洼。 前刀面的磨损值用月牙洼的深度KT表示。
2、 当月牙洼与刀刃之间的距离很短时，刀刃强度将急剧下降，易发生崩刃现象。,3,可通过合理选择切削用量和切削液减少或消除月牙洼磨损。,后刀面的磨损,C区：刀尖处强度和散热条件均较差，磨损严重； N区：靠近工件外皮处，磨损严重； B区：比较均匀。 后刀面的磨损B区的平均磨损量VB表示。 切削过程中，后刀面不可避免会发生磨损。,4,边界磨损,切削钢料时，主刀刃、副刀刃与工件待加工表面或已加工表面接触处磨出沟纹，称为边界磨损。 边界磨损由边界处的加工硬化层、硬质点、较大的应力梯度和温度梯度所造成。,5,二、刀具磨损的原因和机理,1、机械磨损（又称硬质点磨损） 现象：在后刀面上刻划出许多微小沟纹。 磨损机
3、理：工件材料中的微小硬颗粒（ TiC、TiN 等）不断刻划后刀面所造成的磨损。 低速切削、刀材较软时，磨料磨损是刀具磨损的主要原因。 2、粘结磨损 磨损机理：刀屑接触面上由于冷焊而产生粘结，当粘结在前刀面的少量切屑金属脱落时，带走了刀具材料表面上的硬颗粒（如：WC、TiC等）而造成的刀具磨损。 中速切削形成不稳定积屑瘤以及刀具刃磨质量差时磨损严重。,6,二、刀具磨损的原因和机理,3、扩散磨损 磨损机理：高速切削时，切削温度较高，刀屑摩擦副中的某些金属元素相互扩散到对方材料中去，使刀具材料表面的硬度下降，从而加快了刀具的磨损。 切削温度越高扩散越快；刀工材料亲合力越大扩散越快； 高速切削时扩散磨
4、损是刀具磨损的主要原因。 4、氧化磨损 磨损机理：当切削温度在7000C以上时，空气中的氧与刀具材料中的WC、TiC、C氧化而产生较软的氧化物，切削过程中被切屑带走而造成的刀具磨损。,7,切削速度对刀具磨损强度的影响,8,1-硬质点磨损； 2-粘结磨损；3-扩散磨损；4-化学磨损,三、刀具磨损过程及刀具磨钝标准,1、刀具磨损过程 实践证明：刀具随着切削时间的延长，磨损逐渐增加，但磨损强度不同：,9,刀具磨损过程,刀具磨损可分为三个阶段： 初期磨损阶段-新刃磨的刀具，刀刃和刀面都不够平整，所以刀具磨损较快。 正常磨损阶段-磨损缓慢而均匀。 急剧磨损阶段-由于刀刃磨钝，摩擦加剧，切削力切削温度急剧
5、上升，磨损增加很快。 为了合理使用刀具，保证加工表面的质量，在急剧 磨损阶段之前，应及时更换刀具。,10,刀具磨钝标准,磨钝标准：刀具后刀面中间区段的平均磨损量允许达到的最大值（用VB值表示）。,11,刀具磨钝以后必须重新刃磨。,3、刀具磨钝标准的选择原则,对于粗加工刀具：应尽快切除工件毛坯上的加工余量，故可采用较大的磨钝标准，来延长刀具的耐用度； 对于精加工刀具：加工余量不大，但加工精度要求较高，切削时需要具有锋利刀刃的刀具，故应选用较小的磨钝标准。 在不同的加工条件下，磨钝标准的具体数值是不同的。 粗车碳素钢0.60.8 mm 粗车铸铁0.81.2 mm 粗车合金钢0.40.5 mm 精车
6、碳钢0.10.3 mm,12,四、刀具耐用度T,磨钝标准是用测量后刀面上中间区段的平均磨损高度的大小来控制刀具磨损的程度，这对于研究刀具的磨损机理是有用的，但应用于生产实际操作，显得非常不便。故在生产中常用刀具耐用度（时间）来控制刀具的磨损程度。 1、刀具耐用度的概念 刀具重新刃磨后，从开始切削直到后刀面中间区段的平均磨损量（高度） 达到磨钝标准时总的切削时间（用分钟或小时计算） 。 刀具切削加工所使用的时间达到刀具耐用度所确定的时间后，刀具就应重新刃磨。,13,2、刀具寿命与刀具耐用度的关系,刀具耐用度：刀具刃磨后开始切削到磨损量达到磨钝标准为止的切削时间。 刀具总使用寿命：刀具从开始使用到
7、报废为止的总切削时间。 刀具总使用寿命刀具耐用度刃磨次数,14,图：各种切削速度下的刀具磨损曲线,15,3、影响刀具寿命的因素,刀具几何参数 合理选择刀具几何参数能提高刀具寿命。 刀 具 材 料 刀具材料是影响刀具寿命的重要因素，合理选用刀具材料，采用涂层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，是提高刀具寿命和提高切削速度的重要途径之一。 工 件 材 料 工件材料的物理力学性能也是影响刀具寿命的重要因素，工件材料的强度、硬度和韧性越高，延伸率越小，切削时均能使切削温度升高，刀具寿命降低。 切 削 用 量,16,4、刀具耐用度的选用,17,刀具寿命对生产率和加工成本的影响：,刀具耐用度的选用原则,通过比较可知：Tc Tp；VcVp 刀具耐用度的选用原则： 一般情况下，应采用最低成本刀具耐用度Tc。 当需要完成紧急生产任务或生产中出现了不平衡加工环节时，应采用最高生产率刀具耐用度Tp 。,18,
