刀具磨損與刀具耐用度課件.ppt

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1、課題六刀具磨損與刀具耐用度10/8/202112重點(diǎn)1.刀具磨損形式及原因2.刀具耐用度的確定10/8/202123刀具磨損的形式刀具的磨損可分為正常磨損（刀具逐漸磨蝕）非正常磨損（刀具隨機(jī)破損）正常磨損呈現(xiàn)為三種形態(tài)：前刀面磨損后刀面磨損邊界磨損或（前后刀面磨損）刀具在切削金屬，切下切屑的同時，其本身也將發(fā)生鈍化，而失去切削能力，稱刀具的磨損。10/8/20213前刀面磨損切削塑性材料時，切削速度較高，進(jìn)給量較大，前刀面承受巨大的壓力和摩擦力，而且切削溫度很高，使前刀面產(chǎn)生月牙洼磨損。月牙洼離切削刃有一定的距

2、離，其長度取決于切屑寬度，而其寬度取決于切屑厚度。隨著切削進(jìn)行，月牙洼長度基本不變，寬度和深度逐漸擴(kuò)展。前刀面月牙洼磨損程度通常用月牙洼深度KT表示。10/8/2021410/8/20215后刀面磨損切削過程中，后刀面與工件已加工表面間存在著壓力和摩擦，使其產(chǎn)生磨損。通常加工脆性材料或以較小切削厚度切削塑性材料時主要發(fā)生后刀面磨損。由于切削刃各點(diǎn)工作條件不同，其后刀面磨損帶是不均勻的。C區(qū)和N區(qū)磨損嚴(yán)重，其磨損帶最大寬度分別以VC和VN表示。中間磨損較均勻（B區(qū)），以平均磨損帶寬度VB表示，而最大磨損帶寬度以V

3、Bmax表示。10/8/20216刀具磨損的主要原因刀具磨損的原因有以下幾種磨粒磨損（或稱機(jī)械擦傷磨損、硬質(zhì)點(diǎn)磨損）、粘結(jié)磨損、擴(kuò)散磨損、相變磨損、化學(xué)磨損、熱電磨損。但從對溫度的依賴程度來看，刀具正常磨損的原因主要是機(jī)械磨損和熱、化學(xué)磨損。前者是由工件材料中硬質(zhì)點(diǎn)的刻劃作用引起的磨損，后者則是由粘結(jié)、擴(kuò)散、腐蝕等引起的磨損。10/8/20217刀具磨損的主要原因磨粒磨損（硬質(zhì)點(diǎn)磨損）磨粒磨損是由于工件材料中的硬質(zhì)點(diǎn)或積屑瘤碎片對刀具表面的機(jī)械劃傷，從而使刀具磨損。各種刀具都會產(chǎn)生磨粒磨損。對于硬度較低的刀具材

4、料，或低速刀具，磨粒磨損是主要因素。如高速鋼刀具及手工刀具等。10/8/20218刀具磨損的主要原因粘結(jié)磨損（冷焊磨損）粘結(jié)磨損是指刀具與工件材料（或切屑）的接觸面上在足夠的壓力和溫度作用下，達(dá)到原子間距離而產(chǎn)生冷焊，粘結(jié)點(diǎn)因相對運(yùn)動，晶粒或晶粒群受剪或受拉而被對方帶走而造成的磨損。刀具材料與工件材料的性質(zhì)不同，切削條件不同，刀具粘結(jié)磨損的強(qiáng)度也不同。但各種刀具都會產(chǎn)生磨粒磨損。溫度對粘結(jié)磨損影響很大。10/8/20219刀具磨損的主要原因擴(kuò)散磨損擴(kuò)散磨損是指刀具表面與被切出的工件新鮮表面接觸，在高溫下，兩摩擦

5、面的化學(xué)元素獲得足夠的能量，相互擴(kuò)散，改變了接觸面雙方的化學(xué)成分，降低了刀具材料的性能，從而造成刀具磨損。例如硬質(zhì)合金車刀加工鋼料時，在800～1000℃高溫時，硬質(zhì)合金中的Co、WC和C等元素迅速擴(kuò)散到切屑、工件中去；工件中的Fe則向硬質(zhì)合金表層擴(kuò)散，使硬質(zhì)合金形成新的低硬度高脆性的復(fù)合化合物層，從而使刀具磨損加劇。刀具擴(kuò)散磨損與化學(xué)成分有關(guān)，并隨著溫度的升高而增加。10/8/202110刀具磨損的主要原因相變磨損指工具鋼在切削溫度超過相變溫度時，刀具材料中的金相組織發(fā)生變化、硬度顯著下降而引起的磨損。10/

6、8/202111不同條件下刀具磨損的主要原因10/8/202112刀具磨損的過程分三個階段初期磨損階段正常磨損階段急劇磨損階段10/8/202113刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具磨損到一定的限度，不能繼續(xù)使用，這個磨損限度稱為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。國際標(biāo)準(zhǔn)ISO統(tǒng)一規(guī)定以1/2背吃刀量處后刀面磨損帶寬度VB作為刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。由于加工條件不同，所定的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)也有變化。精加工的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)取小值，而粗加則取較大值。磨鈍標(biāo)準(zhǔn)的具體數(shù)值可參考有關(guān)手冊，一般為0.3～0.6mm。10/8/20211410/8/202115刀具耐用度（刀具壽命）刀具

7、耐用度是指一把新刃磨的刀具從開始切削，至達(dá)到磨損限度所經(jīng)過的切削時間，用T（min）表示。另外也可用加工同樣零件的數(shù)量或切削路程長度等來表示。切削用量是影響刀具耐用度的主要因素。其中，切削速度對刀具耐用度的影響最大。10/8/202116影響刀具耐用度的因素切削速度與刀具耐用度的關(guān)系切削速度是影響刀具耐用度的最主要因素。提高切削速度，耐用度就降低。切削速度對切削溫度影響最大，因而對刀具磨損影響最大υc1>υc2>υc3>υc410/8/202117影響刀具耐用度的因素刀具材料如高速鋼刀具材料m=0.1～0.12

8、5；硬質(zhì)合金刀具m=0.2～0.3；陶瓷刀具m=0.4；可見陶瓷刀具耐磨性好。10/8/202118刀具的合理耐用度一般有兩種確定刀具耐用度的方法最高生產(chǎn)率耐用度TP最低加工成本刀具耐用度Tc生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本與刀具耐用度關(guān)系曲線刀具耐用度T10/8/202119刀具耐用度如何Tp、Tc究竟用哪一種，應(yīng)對市場供求情況、庫存量，加工設(shè)備、刀具、工件材料價格、工人工資，管理水平等進(jìn)行綜合分析