金属切削第三章.ppt

图3-26　刀具破损的形式a) 崩碎　b)崩刃　c)热裂　d)塌陷 (1)崩碎(图a)　在切削刃上出现细小崩碎。(2)崩刃(图b)　在刀尖或切削刃处崩裂。(3)热裂(图c)　垂直切削刃出现细小裂纹。(4)塌陷(图d)　在切削过程中高温高压作用下使切削刃失去切削性能而引起前面或刀尖、切削刃塌陷。 （二） 刀具磨损的原因 1、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(HSS刀)。 2、粘结磨损 刀具与切屑、工件间存在高温高压和强烈摩擦，达到原 子间结合而产生粘结现象，又称为冷焊。相对运动使粘 接点破裂而被工件材料带走，造成粘结磨损。 中速切削形成不稳定积屑瘤时，磨损严重；刀工材料硬 度比小亲合力大时磨损严重；刀具刃磨质量差磨损严重。 3、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。 4、化学磨损（氧化磨损） 一定温度下，刀材与空气中的氧、切削液中的硫、氯起 化学作用，生成较软的化合物，造成刀具磨损。 化学磨损是边界磨损原因之一；主要发生在较高速切削 条件下。 5、热电磨损 切削区高温，在刀工间产生热电势加快扩散加剧刀具磨损。 切削速度对刀具磨损强度的影响 1-硬质点磨损； 2-粘结磨损；3-扩散磨损；4-化学磨损 （三）刀具磨损过程及磨钝标准 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，后刀面与工件的实际接触面积很小，单位面积上承受的正压力较大，再加上后刀面微观凸凹不平，刀具磨损速度很快。 （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，因此磨损速度变慢。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。如让刀具继续工作得不偿失，既保证不了加工质量，又加速消耗刀具材料。因此，刀具在进入急剧磨损阶段之前必须更换。 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。 二、刀具寿命 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。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。 （一）影响刀具寿命的因素 1、切削用量的影响 综合可得到切削用量与刀具使用寿命的关系式： T = CT v1/m f 1/n ap1/p 用YT5车削σb=0.637GPa碳钢时 T = CT v 5 f 2.25 ap0.75 由上式看出，切削用量↑， T ↓。其中，切削速度v 影响最大，进给量f 次之，背吃刀量ap影响最小，与对温度