刀具磨损和刀具耐用度课件.pptVIP

第六章刀具磨损和刀具耐用度内蒙古科技大学机械工程学院主讲：钟金豹

概述§切削金属时，刀具一方面切下切屑，另一方面刀具本身也要发生损坏。§刀具损坏的形式主要有磨损和破损两类。§磨损是连续的逐渐磨损；§破损包括脆性破损(如崩刃、碎断、剥落、裂纹破损等)和塑性破损两种。2

刀具磨损的影响§刀具磨损后，使工件加工精度降低，表面粗糙度增大，并导致切削力加大、切削温度升高，甚至产生振动，不能继续正常切削。§因此，刀具磨损直接影响加工效率、质量和成本。3

第一节刀具磨损的形态1刀具的磨损形式1）前面磨损前面上形成月牙洼磨损2）后面磨损后面的磨损形式是磨成后角等于零的磨损棱带。3）前后面同时磨损或边界磨损返回本章目录4

图2-18刀具的磨损形态返回本章目录5

图2-19刀具磨损的测量位置返回本章目录

1）.前刀面磨损§切削塑性金属时，如果切削速度较高，进给量较大，切屑在前刀面处会逐渐磨出一个月牙洼状的凹坑，随着切削的继续，月牙洼深度不断增大，当接近刃口时，会使刃口突然崩去。§前刀面磨损量的大小，用月牙洼宽度KB和深度KT表示。图所示7

2）后刀面磨损§由于刃口和后刀面对工件过渡表面的挤压与摩擦，在切削刃及其下方的后刀面上逐渐形成一条宽度不匀，布满深浅不一沟痕的磨损棱面。如图所示。§刀尖部分（C区）强度低散热又差，磨损较严重，其值为VC；主切削刃靠近工件的外表处（N区），由于毛坯的硬皮或加工硬化等原因，也磨出较大的深沟，其最大值为VN；中间部位（B区）磨损比较均匀，平均宽度以VB表示，最大值以VBmax来表示。8

3）边界磨损§边界磨损§一般发生在切削深度方向与工件表层相接触的切削位置，是局部的剥落及前刀面月牙洼磨损，在加工不锈钢、高温合金、淬硬材料、表层较硬或很软的钢时，容易发生边界磨损。9

第二节刀具磨损的原因§从对温度的依赖程度来看，刀具正常磨损的原因主要是机械磨损和热、化学磨损。§机械磨损是由工件材料中硬质点的刻划作用引起的§热、化学磨损则是由粘结(刀具与工件材料接触到原子间距离时产生的结合现象)扩散(刀具与工件两摩擦面的化学元素互相向对方、腐蚀等)引起的。10

刀具磨损的原因1）硬质点磨损工件材料中的碳化物、氮化物、积屑瘤残留物等硬质点杂质在刀具表面上擦伤，划出一条条的沟纹造成的机械磨损。返回本章目录11

2）粘结磨损§在一定的压力和温度作用下，磨擦面上产生塑性变形，形成粘结点，这些粘结点又因相对运动而破裂，粘结点的破裂也常常发生在刀具一方面被工件材料带走，从而形成刀具的粘结磨损。12

3）扩散磨损刀具表面与工件由于高温与高压的作用，两磨擦表面上的化学元素有可能互相扩散到对方去，使两者的化学成分发生变化，从而削弱了刀具材料的性能，加速了刀具的磨损。返回本章目录13

4）化学磨损§在一定温度下，刀具材料与某些周围介质起化学作用，在刀具表面形成一层硬度较低的化合物，而被切屑带走，加速了刀具的磨损。14

切削速度对刀具磨损强度的影响返回本章1目5录返回本章目录

第三节刀具磨损过程及磨钝标准§切削金属时，刀具一方面切下切屑，另一方面刀具本身也要发生损坏。§刀具损坏的形式主要有磨损和破损两类。§前者是连续的逐渐磨损；§后者包括脆性破损(如崩刃、碎断、剥落、裂纹破损等)和塑性破损两种。§刀具磨损后，使工件加工精度降低，表面粗糙度增大，并导致切削力加大、切削温度升高，甚至产生振动，不能继续正常切削。因此，刀具磨损直接影响加工效率、质量和成本。16

1.刀具的磨损过程1）初期磨损阶段2）正常磨损阶段3）急剧磨损阶段返回本章目录17

1）初期磨损阶段§这一阶段磨损曲线的斜率较大。由于刃磨后的新刀具，其后刀面与加工表面间的实际接触面积很小，压强很大，故磨损很快。§新刃磨后的刀面上的微观粗糙度也加速了磨损。初期磨损量的大小与刀具刃磨质量有很大关系，通常在VB＝0.05—0.1mm之间。§经过研磨的刀具，其初期磨损量小，而且要耐用得多。18

2）正常磨损阶段§经过初期磨损，后刀面上被磨出一条狭窄的棱面；压强减小，故磨损量的增加也缓慢下来，并且比较稳定。这就是正常磨损阶段，也是刀具工作的有效阶段。§这一阶段中磨损曲线基本上是一条向上的斜线，其斜率代表刀具正常工作时的磨损强度。磨损强度是比较刀具切削性能的重要指标之一。19

3）急剧磨损阶段§刀具经过正常磨损阶段后，切削刃显著变钝，切削力增大，切削温度升高。这时刀具的磨损情况发生了质的变化而进入剧烈磨损阶段。§这一阶段的磨损曲线斜率很大，即磨损强度很大。此时刀具如继续工作，则不但不能保证加工质量，而且刀具材料消耗多，经济上是不合算的。故应当使刀具避免发生剧烈磨损。20

二、刀具的磨钝标准刀具磨损到一定限度就不能继