刀具磨损破损和刀具耐用度.ppt

第六章刀具磨损、破损和刀具耐用度第一节刀具磨损的形态后刀面磨损带不均匀，刀尖部分磨损严重，最大值为VC；
中间部位磨损较均匀，平均磨损宽度以VB表示；边界处
磨损严重，以VN表示。刀具磨损形态第二节刀具磨损的原因（三）扩散磨损
刀具与切屑、工件接触处由于高温作用，双方化学元素
在固态下互相扩散，使刀材成分、结构改变造成磨损。
切削温度越高扩散越快；刀工材料亲合力越大扩散越快；
高速切削时扩散磨损是刀具磨损的主要原因。第三节刀具磨损过程及磨钝标准
一、刀具的磨损过程
对切削过程中刀具后刀面磨损量VB进行定时(或定切削行程)测量可得刀具磨损过程的典型磨损曲线。刀具磨损过程可分为三个阶段：(1)初期磨损阶段新刃磨的刀具刚投入使用,后刀面与工件的实际接触而积很小，单位面积上承受的正压力较大，再加上刚刃磨后的后刀面微观凸凹不平，刀具磨损速度很快,此阶段称为刀具的初期磨损阶段。刀具刃磨以后如能用细粒度磨粒的油石对刃磨面进行研磨,可以显著降低刀具的初期磨损量。
(2)正常磨损阶段经过初期磨损后，刀具后刀面与工件的接触面积增大，单位面积上承受的压力逐渐减小，刀具后刀面的微观粗糙表面已经磨平，因此磨损速度变慢，此阶段称为刀具的正常磨损阶段。它是刀具的有效工作阶段。
(3)急剧磨损阶段当刀具磨损量增加到一定限度时，切削力、切削温度将急剧增高，刀具磨损速度加快．直至丧失切削能力，此阶段称为急剧磨损阶段。在急剧磨损阶段让刀具继续工作是一件得不偿失的事倩，既保证不了加工质量，又加速消耗刀具材料，如出现刀刃崩裂的情况，损失就更大。刀具在进入急剧磨损阶段之前必须更换。二、刀具磨钝标准
刀具的磨钝标准即指所规定的刀具磨损量的极限值，或不能继续使用的限度。
生产中，控制刀具磨损量的方法，主要是根据切削中发生的一些现象来判断刀具是否已经磨钝。例如：粗加工时，观察加工表面是否出现亮带，切屑的颜色和形状的变化，以及是否出现不正常的声音和振动现象等。精加工时可观察加工表面粗糙度变化，以及测量加工零件形状和尺寸的精度等。如发现异常现象就要及时换刀。一般刀具都要发生后刀面磨损，而且测量也比较方便。因此，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VB作为刀具磨钝标准。
自动化生产中使用的精加工刀具，从保证工件尺寸精度考虑，常以刀具的径向尺寸磨损量NB作为衡量刀具的磨钝标准。制订刀具的磨钝标准时，既要考虑充分发挥刀具的切削能力，又要考虑保证工件的加工质量。
精加工时磨钝标准取较小值，粗加工时取较大值；工艺系统刚性差时，磨钝标准取较小值；切削难加工材料时，磨钝标准也要取较小值。第四节刀具耐用度的经验公式及刀具耐用度的分布
1.刀具寿命定义
从刀具刃磨后开始切削，到其磨损量达到刀具磨钝标准所经过的总切削时间。这实际上也是表示刀具切削性能的一个指标，或刀具耐磨损性能的表示，以下用符号T表示。
一把新刀往往要经过多次重磨，才会报废，刀具寿命指的是两次刃磨之间所经历的切削时间。如果用刀具寿命乘以刃磨次数，得到的就是刀具总寿命。
影响刀具磨损的因素很多，但当工件材料、刀具材料和刀具几何形状选定之后，其耐用度的大小就主要与切削用量有关。刀具使用寿命与切削用量的关系
经过实验得类似关系式：fTn=C1
apTp=C2
综合可得到切削用量与刀具使用寿命的关系式：刀具寿命的经验公式
实验方法按ISO国际标准对车刀耐用度试验的规定：当切削刃磨损均匀时，取VB=0.3mm；磨损不均匀时则取VBmax=0.6mm。固定其它的切削条件，在常用的切削范围内，取不同的切削速度vl、v2…，对应的耐用度Tl、T2…。在对数坐标纸上定出各点(vl，T1)、(v2，T2)、（v3，T3)、…。可得：在一定切削速度范围内，它们基本上是在一条直线上。这就是刀具磨损耐用度曲线。刀具磨损耐用度直线的方程为：
logv=-mlogT+logC0
故vTm=C0
式中v——切削速度(m／min)；
T——刀具耐用度(min)；
m——指数，表示v—T之间影响的程度：
C0——系数，与刀具、工件材料和切削条件有关。
进给量和切削深度与刀具耐用度的关系
用作v一T曲线相同的方法，可以在固定其它切削条件，只变化进给量f和切削深度ap，分别得到与v一T类似的关系；即

综合式速度、进给量、切削深度，可以得到切削用量与耐用度的一般关系式：

式中CT—耐用度系数，与刀具、工件材料和切削条件有关；
x、y、z—指数，分别表示各切削用量对刀具耐用度影响的程度。用YTl5硬质合金车刀切削σb=0.637GPa的碳钢时，(f>0．5mm/r)切削用量与刀具耐用度的关系为：

由上式看出，切削速度对刀具耐用度的影响最大，进给量f次之，切削深度ap影响最小，这与三者对切削温度的影响顺序完全一致；这也反映出切削温度对刀具耐