文档介绍：§ 刀具磨损与刀具寿命
切削时,刀具在高温条件下,受到工件、切屑的摩擦作用,刀具材料会逐渐被磨耗或出现其他形式的损坏。研究刀具磨损的目的是,防止刀具过早、过多磨损。
刀具磨损的形态及其原因(重点)
刀具磨损过程及磨钝标准(重点)
刀具寿命的经验公式(重点)
本节内容:
刀具磨损的形态及其原因(重点)
刀具磨损的形态
磨损(正常工作时逐渐产生的损耗)
破损(突发的,随机的破坏)
正常磨损
切塑性材料,切削速度和切削厚度较大时, 在前刀面上形成月牙洼磨损, 以最大深度KT 表示。
前面磨损
形式:月牙洼;
形成条件:加工塑性材料,vc大,hD大;
影响:削弱刀刃强度,降低加工质量。
主后面磨损
切铸铁或切削速度和切削厚度较小切塑性材料时,主要发生这种磨损,而不产生月牙洼磨损。
在切削刃参加切削工作的各点上,后面磨损是不均匀的,刀尖部分(C区)由于强度和散热性较差,磨损较为剧烈,其最大值为VC;在参与切削的切削刃中部(B区)其磨损比较均匀,以VB表示平均磨损值,VBmax表示最大磨损值。
形式:后角=0的磨损面(参数——VB,VBmax);
形成条件:加工塑性材料, vc 较小, hD 较小;加工脆性材料;
影响:切削力↑, 切削温度↑, 产生振动,降低加工质量。
边界磨损
在切削刃靠近工件外表面处(N区),磨损量以VN表示。
非正常磨损(破损)
沟槽磨损
因刀具材料耐磨性不够,或加工材料面有硬质点摩擦等所致。
在主切削刃与待加工表面、副切削刃与已加工表面处出现较深的沟纹。
刀具未经过正常磨损阶段而在短时间内突然损坏,称为刀具破损。
切削刃细小缺口
是由于刀片硬度高、脆性增大、切削刃锋利使强度变差、断续切削或切屑碰坏造成的。
塑性变形
因严重塑性变形造成切削刃和倒角刀尖区的塌陷。
切削温度过高和切削压力过大,刀头强度和硬度降低。尤其在高速钢刀具上较易出现。
切削刃崩裂
在切削刃和前刀面上受较大冲击力作用、背吃刀量 ap 和进给量 f 过大使切削力增大,中间切入使主、副切削刃均受切削力作用,刀具前角大和强度低等情况。
切削刃剥落
常发生在硬度高、脆性大的陶瓷刀具上。并在压力和摩擦力较大情况下易产生。
热裂
由热循环使材料疲劳,或因间断切削和切削液浇注不均匀使切削温度骤变,易引起前、后刀面上出现细微裂纹。
刀具磨损过程
初期磨损
后刀面磨损量VB
正常磨损
急剧磨损
切削时间
●初期磨损阶段
后刀面与加工表面接触面积小、压应力较大,磨损较快。
●正常磨损阶段
刀具毛糙表面已磨平,磨损缓慢均匀,磨损量与切削时间接近正比。
●急剧磨损阶段
磨损带增加到一定宽度后,切削力和切削温度急剧增高,刀具磨损速度增加很快,刀具迅速损坏甚至丧失切削能力。
■刀具磨损的机理(原因)
●磨粒磨损(硬质点划痕)
——各种切速下均存在;
——低速情况下刀具磨损的主要原因。
●粘结磨损(冷焊黏结)
——刀具材料与工件材料亲和力大;
——刀具材料与工件材料硬度比小;
——中等偏低切速。
●扩散磨损
——高温下发生。
●氧化磨损(化学磨损)
——高温情况下,在切削刃工作边界发生。
切削过程中的刀具磨损具有下列特点:
(1)刀具与切屑、工件间的接触表面经常是新鲜表面。
(2)接触压力非常大,有时超过被切削材料的屈服强度。
(3)接触表面的温度很高,对于硬质合金刀具可达800~1000℃,对于高速钢刀具可达800~600℃。
(磨料磨损)
切屑或工件表面上的硬质点(碳化物、氧化物等)对刀具表面刻划作用造成的机械磨损。
低速切削时,磨料磨损是刀具磨损的主要原因