文档介绍:第六章刀具磨损破损和刀具耐用度
粘结磨损程度主要取决于刀具材料和工件材料在不同温度下的相互亲和能力。(粘结强度系数K0)
硬质合金晶粒越小,磨损越慢;
刀具与工件的硬度比,刀具表面形状和组织,切削条件和工艺系统刚度等都
磨钝标准,可依加工条件不同而异。精加工较粗加工为小;加工系统刚性较低时,应考虑在磨钝标准内是否发生振动;工件材料的可加工性、刀具制造、刃磨的难易程度也是确定磨钝标准应考虑的因素。
VB值可从切削用量手册中查得。~ mm。
实际生产中,不可能经常停机去测量VB值,而改用与其相应的切削时间,即刀具耐用度表示。
刀具耐用度定义:刀具由刃磨后开始切削,一直到磨损量达到刀具磨钝标准所经过的总切削时间,称为刀具耐用度, 以T表示,单位为分钟(min)。精加工也可用加工零件数表示。
用途:确定换刀时间、衡量工件材料切削加工性和刀具材料性能优劣、刀具几何参数选择是否合理、切削用量选择是否合理等。
刀具耐用度的经验公式及刀具耐用度的分布
刀具寿命定义:一把新刀开始使用直到报废之前总的切削时间。
它包含着刀具用钝后的多次刃磨。刀具寿命等于刀具耐用度乘以刃磨次数(包括新开刀刃)。可转位刀片的寿命等于可使用的切削刃数乘以耐用度。
刀具耐用度反映刀具磨损的速率。凡是影响切削温度和刀具磨损的因素都影响刀具的耐用度。
温度越高,耐用度越低。
1、切削速度与刀具耐用度的关系
稳定其它切削条件,在常用的切削速度范围内,取不同的切削速度vc1、vc2、vc3…,进行刀具磨损实验,可得一组磨损曲线,根据规定的VB值,对应于不同的vc,就有相应的T,在双对数坐标纸上,定出(vc1、T1)、(vc2、T2)、(vc3、 T3)…各点。可发现,在一定切削速度范围内, 这些点基本上在一条直线上。
不同vc时的刀具磨损曲线
双对数坐标上的vc-T曲线
此直线方程为
式中: vc——切削速度(m/min);
T——刀具耐用度(min);
m——指数;表示vc对T的影响程度,m=tgφ直线斜率。
C0—系数, 与刀具、 工件材料、 切削条件有关。
上式是重要的刀具耐用度公式。指数m为vc、T双对数坐标系中直线斜率,耐热性差时m值小,m愈小,表示vc对T的影响愈大。一般高速钢刀具m=~, 硬质合金刀具m=~,陶瓷刀m=。表明耐热性高的刀具材料在高速时仍然有较高的耐用度。
不同刀具材料的耐用度比较
硬质合金
(VB=)
陶瓷刀具
(VB=)
高速钢
刀具耐用度T(min)
1 2 3 5 6 8 10 20 30 40 60
800
600
500
400
300
200
100
80
60
50
切削速度v(m/min)
不同刀具材料耐用度比较
2、进给量f、背吃刀量ap与刀具耐用度T的关系
用同样的方法可求出
令
, 则
式中: CT——耐用度系数,与刀具、工件材料、切削条件有关;
X、Y、Z——指数,分别表示vc、f、ap对T的影响程度。
用YT15硬质合金车刀切削σb=(f>), 切削用量与T的关系为
(2-42)
由此看出,vc对T的影响最大,f次之,ap最小。与三者对温度的影响顺序完全一致, 反映了切削温度对刀具耐用度有着重要的影响。
应注意的是,上述关系是在一定条件下通过实验求出的。 如果切削条件改变,各因素对刀具耐用度的影响就不同,各指数、 系数也相应地发生变化。
刀具耐用度符合对数正态分布
刀具耐用度的试验方法:外圆车削试验,端面车削法,放射性同位素法。
式中: tm -工序的切削时间,也称基本工时;
tct —换刀一次所消耗的时间,(卸刀、装刀、对刀);
tot—除换刀时间外的其它辅助时间;
T—刀具寿命;
tm/T— 换刀次数。
是以单位时间生产最多数量产品或加工每个零件所消耗的生产时间为最少来衡量的。使工序时间最短的刀具寿命。
以车削为例,单件工序的工时tw为:
一、最高生产率耐用度
合理耐用度的选用原则
(6-1)
将上式代入式(6-1),对T求导,并令其为0,可得到最高生产率耐用度为:
f,ap选定后,有:
式中 C —