数控机床刀具-刀具寿命

1、数控机床刀具切削热和刀具寿命 切削热和切削温度1.1.切削热的来源与传出切削热的来源与传出图图3-29 切削热的来源与传出切削热的来源与传出切削热和切削温度1.1.切削热的来源与传出切削热的来源与传出cvFcQ 式中式中 Q单位时间产生的热量，单位：单位时间产生的热量，单位：J / s； Fc切削力，单位：切削力，单位：N； vc切削速度单位：切削速度单位：m / s。 切削热和切削温度1.1.切削热的来源与传出切削热的来源与传出不同切削速度下的热量传出比例不同切削速度下的热量传出比例 切削热和切削温度1.1.切削热的来源与传出切削热的来源与传出加工方法加工方法切屑切屑工件工件刀具刀具车削车削

2、5080%1040%5%铣削铣削70%50%15%磨削磨削4%80%12% 切削热和切削温度2. 2. 切削温度的分布切削温度的分布 a） 法平面内的切削温度分布法平面内的切削温度分布 b）刀具前面上的切削温度分布刀具前面上的切削温度分布切削温度的分布切削温度的分布 切削热和切削温度3.3.影响切削温度的主要因素影响切削温度的主要因素(1)(1)工件材料工件材料 工件材料的强度、硬度越高，总切削力越大，工件材料的强度、硬度越高，总切削力越大，单位时间内产生的热量越多，切削温度也就越高。单位时间内产生的热量越多，切削温度也就越高。 工件材料的导热性好，从切屑和工件传出的工件材料的导热性好，从切屑

3、和工件传出的切削热相应增多，切削区的平均温度降低。切削热相应增多，切削区的平均温度降低。 例如，合金结构钢的强度普遍高于例如，合金结构钢的强度普遍高于4545钢，而导钢，而导热系数又一般均低于热系数又一般均低于4545钢，所以切削合金结构钢钢，所以切削合金结构钢的切削温度高于切削的切削温度高于切削4545钢的切削温度。钢的切削温度。3.3.影响切削温度的主要因素影响切削温度的主要因素(2)(2)切削用量切削用量 在切削用量中，在切削用量中，切削速度对切削温度的影响最切削速度对切削温度的影响最大。大。3.3.影响切削温度的主要因素影响切削温度的主要因素(2)(2)切削用量切削用量 3.3.影响切

4、削温度的主要因素影响切削温度的主要因素 综上所述，切削用量对切削温度的影响综上所述，切削用量对切削温度的影响程度以切削速度为最大，进给量次之，背吃程度以切削速度为最大，进给量次之，背吃刀量最小。刀量最小。 因此，若要切除给定的余量，又要求切因此，若要切除给定的余量，又要求切削温度较低，则在选择切削用量时，应优先削温度较低，则在选择切削用量时，应优先考虑采用大的背吃刀量，然后选择一个适当考虑采用大的背吃刀量，然后选择一个适当的进给量，最后再选择合理的切削速度。的进给量，最后再选择合理的切削速度。 上述切削用量选择原则是从最低切削温上述切削用量选择原则是从最低切削温度出发考虑的，这也是制订零件加工

5、工艺规度出发考虑的，这也是制订零件加工工艺规程时，确定切削用量的原则。程时，确定切削用量的原则。 3.3.影响切削温度的主要因素影响切削温度的主要因素(3)(3)刀具几何参数刀具几何参数1 1） 前角前角2 2） 主偏角主偏角 3.3.影响切削温度的主要因素影响切削温度的主要因素(4)(4)切削液切削液刀具磨损与刀具寿命刀具磨损与刀具寿命 刀具失效刀具失效 刀具磨损刀具磨损 刀具破损刀具破损刀具磨损与刀具寿命刀具磨损与刀具寿命1. 1. 刀具磨损的形式刀具磨损的形式车刀典型磨损形式示意图车刀典型磨损形式示意图刀具磨损与刀具寿命刀具磨损与刀具寿命2.2.刀具磨损的原因刀具磨损的原因(1) (1)

6、 擦伤磨损擦伤磨损 （任何切削温度）（任何切削温度）(2) (2) 粘结磨损粘结磨损 (3) (3) 扩散磨损扩散磨损 （高速切削）（高速切削）(4) (4) 氧化磨损氧化磨损 （高速切削）（高速切削）刀具磨损与刀具寿命刀具磨损与刀具寿命2.2.刀具磨损的原因刀具磨损的原因(1) (1) 擦伤磨损擦伤磨损 (2) (2) 粘结磨损粘结磨损 (3) (3) 扩散磨损扩散磨损(4) (4) 氧化磨损氧化磨损 切削温度对磨损影响的示意图切削温度对磨损影响的示意图擦伤磨损擦伤磨损 粘结磨损粘结磨损扩散磨损扩散磨损 氧化磨损氧化磨损刀具磨损与刀具寿命刀具磨损与刀具寿命3.3.刀具磨损过程及磨钝标准刀具磨

7、损过程及磨钝标准(1)(1)刀具的磨损过程刀具的磨损过程 图图3-38 硬质合金车刀的典型磨损曲线硬质合金车刀的典型磨损曲线YD05-30CrMnSiA；gogo44，a ao88，k kr 45，l ls -4；vc=150m/min，f=0.2mm.r，asp=0.5mm刀具磨损与刀具寿命刀具磨损与刀具寿命3.3.刀具磨损过程及磨钝标准刀具磨损过程及磨钝标准(2)(2)刀具的磨钝标准刀具的磨钝标准 刀具允许达到的最大的磨损量，称为刀具允许达到的最大的磨损量，称为“磨钝标准磨钝标准”。 对于一般刀具，常以对于一般刀具，常以后面磨损带高度后面磨损带高度VBVB的允许极限值的允许极限值作为磨钝标

8、准，作为磨钝标准，定尺寸刀具定尺寸刀具和自动化生产中的精加工刀具，常以和自动化生产中的精加工刀具，常以径向径向磨损量磨损量NBNB的允许值的允许值作为磨钝标准。作为磨钝标准。 刀具磨损与刀具寿命刀具磨损与刀具寿命3.3.刀具磨损过程及磨钝标准刀具磨损过程及磨钝标准(2)(2)刀具的磨钝标准刀具的磨钝标准 图图3-39 车刀的径向磨损车刀的径向磨损（2 2）刀具的磨钝标准）刀具的磨钝标准1 1） 精加工精加工 VBVB0.1 mm0.1 mm 0.3mm 0.3mm； 粗加工粗加工 VBVB 0.6 mm 0.6 mm 0.8mm 0.8mm。2 2） 工艺系统刚性较差时，应规定较小的磨钝工艺系

9、统刚性较差时，应规定较小的磨钝标准；标准；3 3） 粗车钢件，特别是粗车合金钢和高温合金粗车钢件，特别是粗车合金钢和高温合金时，磨钝标准要比粗车铸铁时取得小些。时，磨钝标准要比粗车铸铁时取得小些。4 4） 加工同一种工件材料时，硬质合金刀具的加工同一种工件材料时，硬质合金刀具的磨钝标准要比高速钢刀具取得小些。磨钝标准要比高速钢刀具取得小些。 刀具磨损与刀具寿命刀具磨损与刀具寿命4.4.刀具寿命刀具寿命(1) (1) 定义定义 刃磨或换刃后的刀具，自开始切削直到磨刃磨或换刃后的刀具，自开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止的切削时间，称为刀损量达到磨钝标准为止的切削时间，称为刀具寿命，符号用具寿命，

10、符号用T T，单位用单位用minmin或或s s。 刀具磨损与刀具寿命刀具磨损与刀具寿命4.4.刀具寿命刀具寿命(2) (2) 刀具寿命与切削用量的关系刀具寿命与切削用量的关系 pnmspcaTfv111TCvvvcxyspavfTCm式中，Cv、CT是与切削条件有关的常数；m、n、p为指数其值为： nmyvpmXv刀具磨损与刀具寿命刀具磨损与刀具寿命4.4.刀具寿命刀具寿命(2) (2) 刀具寿命与切削用量的关系刀具寿命与切削用量的关系 例如，当用硬质合金车刀车削例如，当用硬质合金车刀车削s sb = 0.65GPa的中碳钢时，切的中碳钢时，切削用量与刀具寿命的关系为：削用量与刀具寿命的关系

11、为：7502525TC.spcaTfv15045020C.sp.afTvcv刀具磨损与刀具寿命刀具磨损与刀具寿命4.4.刀具寿命刀具寿命(2) (2) 刀具寿命与切削用量的关系刀具寿命与切削用量的关系 切削用量对刀具寿命切削用量对刀具寿命T T的影响程度与切削用的影响程度与切削用量对切削温度量对切削温度的影响程度是一致的，切削速的影响程度是一致的，切削速度对刀具寿命的影响最大，其次是进给量，背度对刀具寿命的影响最大，其次是进给量，背吃刀量的影响很小。吃刀量的影响很小。 刀具磨损与刀具寿命刀具磨损与刀具寿命4.4.刀具寿命刀具寿命(2) (2) 刀具寿命与切削用量的关系刀具寿命与切削用量的关系 制订工艺规程时，如果既要保证较长的刀具制订工艺规程时，如果既要保证较长的刀具寿命，又要追求较高的切削效益，那么，确定寿命，又要追求较高的切削效益，