-刀具磨损与耐用度

1、一、刀具的磨损方式一、刀具的磨损方式二、刀具的磨损原因二、刀具的磨损原因三、刀具的磨损过程三、刀具的磨损过程四、刀具的磨钝标准四、刀具的磨钝标准五、刀具耐用度五、刀具耐用度六、刀具的破损六、刀具的破损一一 刀具的磨损方式刀具的磨损方式切削塑性材料时，如果切削速度和切削厚度较切削塑性材料时，如果切削速度和切削厚度较大，在前刀面上经常会磨出一个月牙洼。大，在前刀面上经常会磨出一个月牙洼。月牙洼的位置发生在刀具前刀面上切削温度最月牙洼的位置发生在刀具前刀面上切削温度最高的地方。高的地方。月牙洼和切削刃之间有一条小棱边。在磨损过月牙洼和切削刃之间有一条小棱边。在磨损过程中，月牙洼的宽度、深度不断增大，

2、当月牙程中，月牙洼的宽度、深度不断增大，当月牙洼扩展到使棱边很窄时，切削刃的强度大为削洼扩展到使棱边很窄时，切削刃的强度大为削弱，极易导致崩刃。弱，极易导致崩刃。月牙洼磨损量以其最大深度月牙洼磨损量以其最大深度KTKT表示。表示。后刀面磨损后刀面磨损：在后刀面上毗邻切削刃的地方被磨出后角为零的：在后刀面上毗邻切削刃的地方被磨出后角为零的小棱面。小棱面。发生条件发生条件：在切削速度较低、切削厚度较小的情况下切削塑性：在切削速度较低、切削厚度较小的情况下切削塑性材料或加工脆性材料时，主要发生后刀面磨损。材料或加工脆性材料时，主要发生后刀面磨损。磨损特征磨损特征：后刀面磨损带往往是不均匀的，刀尖部分

3、（：后刀面磨损带往往是不均匀的，刀尖部分（C C区）区）强度较低，散热条件又差，磨损比较严重，其最大值为强度较低，散热条件又差，磨损比较严重，其最大值为VCVC。表示方式表示方式：主切削刃靠近工件外表面处（主切削刃靠近工件外表面处（N N区），由于上道工序的加工区），由于上道工序的加工硬化层或毛坯表面硬层的影响，被磨成较严重的深沟，以硬化层或毛坯表面硬层的影响，被磨成较严重的深沟，以VNVN表示。表示。在后刀面磨损带中间部位（在后刀面磨损带中间部位（B B区）上，磨损比较均匀，平均区）上，磨损比较均匀，平均磨损带宽度以磨损带宽度以VBVB表示，而最大磨损带宽度以表示，而最大磨损带宽度以VBVB

4、maxmax表示。表示。 在以较高切削速度和中等切削厚度在以较高切削速度和中等切削厚度（h hD D=0.10.5mm=0.10.5mm）切削塑性材料时，往往会使）切削塑性材料时，往往会使前刀面和主后刀面同时出现磨损。前刀面和主后刀面同时出现磨损。 后刀面磨损不仅直接影响加工质量，而后刀面磨损不仅直接影响加工质量，而且磨损量的测量非常方便，故常以主后刀面且磨损量的测量非常方便，故常以主后刀面磨损量磨损量VB来表示刀具磨损程度来表示刀具磨损程度。二二 刀具磨损的原因刀具磨损的原因机械的、热的和化学的机械的、热的和化学的三种作用的综合结果三种作用的综合结果1.1.磨粒磨损（硬质点磨损）：磨粒磨损（

5、硬质点磨损）：切屑、工件材料中含有的一切屑、工件材料中含有的一些碳化物、氮化物和氧化物等硬质点以及积屑瘤碎片等，可在些碳化物、氮化物和氧化物等硬质点以及积屑瘤碎片等，可在刀具表面刻划出沟纹。刀具表面刻划出沟纹。2.2.粘接磨损：粘接磨损：切屑、工件与前、后刀面之间，存在着很大的压切屑、工件与前、后刀面之间，存在着很大的压力和强烈的摩擦，形成新鲜表面接触而发生冷焊粘接。由于摩力和强烈的摩擦，形成新鲜表面接触而发生冷焊粘接。由于摩擦面之间的相对运动，冷焊接破裂被一方带走，从而造成冷焊擦面之间的相对运动，冷焊接破裂被一方带走，从而造成冷焊磨损。磨损。3.3.扩散磨损：扩散磨损：在切削高温下，刀具表面

6、与切出的工件、切屑新在切削高温下，刀具表面与切出的工件、切屑新鲜表面接触，刀具和工件、切屑双方的化学元素互相扩散到对鲜表面接触，刀具和工件、切屑双方的化学元素互相扩散到对方去，改变了原来材料的成分与结构，削弱了刀具材料的性能，方去，改变了原来材料的成分与结构，削弱了刀具材料的性能，加速磨损过程。加速磨损过程。4.4.化学磨损化学磨损 ：在一定温度在一定温度下，刀具材料与某些周围下，刀具材料与某些周围介质（如空气中的氧、切介质（如空气中的氧、切削液中的极压添加剂硫、削液中的极压添加剂硫、氯等）起化学作用，在刀氯等）起化学作用，在刀具表面形成一层硬度较低具表面形成一层硬度较低的化合物，如四氧化三钴

7、、的化合物，如四氧化三钴、一氧化钴、三氧化钴和二一氧化钴、三氧化钴和二氧化钛等，被切屑或工件氧化钛等，被切屑或工件擦掉而形成磨损。擦掉而形成磨损。1. 磨粒磨损磨粒磨损2. 粘结磨损粘结磨损3. 扩散磨损扩散磨损4. 化学磨损化学磨损三三 刀具磨损过程刀具磨损过程刀具磨损过程刀具磨损过程1 1）初期磨损阶段初期磨损阶段 2 2）正常磨损阶段）正常磨损阶段 3 3）剧烈磨损阶段）剧烈磨损阶段 四四 刀具磨钝标准刀具磨钝标准刀具的磨钝标准：刀具的磨钝标准：通常指刀具后刀面磨损带中通常指刀具后刀面磨损带中间部位平均磨损量间部位平均磨损量VBVB允许达到的最大值。允许达到的最大值。 国际标准国际标准I

8、SOISO推荐硬质合金外圆车刀耐用度的磨钝标准，可以推荐硬质合金外圆车刀耐用度的磨钝标准，可以使下列任何一种：使下列任何一种： （1 1）VBVB0.3mm0.3mm； （2 2）如果主后面为无规则磨损，取）如果主后面为无规则磨损，取0.6mm0.6mm； （3 3）前面磨损量）前面磨损量KTKT0.06+0.3f0.06+0.3f（f f为进给量）。为进给量）。 制定磨钝标准需考虑被加工对象的特点和制定磨钝标准需考虑被加工对象的特点和加工条件的具体情况。加工条件的具体情况。五五 刀具耐用度刀具耐用度v刀具耐用度刀具耐用度：刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达：刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达

9、到磨钝标准为止的切削时间，以到磨钝标准为止的切削时间，以T T表示。表示。 也可以用达到磨钝标准时所走过的切削过程也可以用达到磨钝标准时所走过的切削过程L Lmm来来定义耐用度。定义耐用度。l lmm等于切削速度等于切削速度v v和耐用度和耐用度T T的乘积，即的乘积，即 l lmmv vT Tv 刀具耐用度反映了刀具磨损的速率，因此，凡影响刀具耐用度反映了刀具磨损的速率，因此，凡影响磨损和切削温度的因素，都影响刀具耐用度。磨损和切削温度的因素，都影响刀具耐用度。v在相同的切削条件下，切削不同的工件材料，可用刀在相同的切削条件下，切削不同的工件材料，可用刀具耐用度的高低来衡量工件材料切削加工性

10、的好坏，还具耐用度的高低来衡量工件材料切削加工性的好坏，还可用刀具耐用度来判断刀具几何参数的合理与否。可用刀具耐用度来判断刀具几何参数的合理与否。刀具磨损曲线刀具磨损曲线在双对数坐标在双对数坐标上的上的T-v曲线曲线影响刀具耐用度的因素影响刀具耐用度的因素mcv TA/ /pmnvvyyyTcpyxmcvpTCvfaorvCTfa1）切削用量的影响（1）切削速度 在一定速度范围内，T随着vc的提高而降低（2）背吃刀量和进给量2）刀具几何参数的影响（1）主偏角：在不引起振动的情况下，减小主偏角。（2）前角：前角对刀具耐用度的影响曲线呈驼峰形。（3）工件材料的影响合理刀具耐用度的选择原则合理刀具耐

11、用度的选择原则1.1. 最大生产率耐用度最大生产率耐用度2.2. 最低成本耐用度最低成本耐用度3.3. 最大利润耐用度最大利润耐用度4.4. 还考虑以下几点还考虑以下几点: :1)1) 刀具的复杂程度和制造、重磨的费用刀具的复杂程度和制造、重磨的费用2)2) 刀具结构和装卡、调整的复杂程度刀具结构和装卡、调整的复杂程度3)3) 生产线上的刀具耐用度应规定为一个班生产线上的刀具耐用度应规定为一个班或两个班，以便能在换班时间内换刀或两个班，以便能在换班时间内换刀4)4) 精加工尺寸很大的工件时，为避免在加精加工尺寸很大的工件时，为避免在加工同一表面时中途换刀，耐用度应规定工同一表面时中途换刀，耐用

12、度应规定得至少能完成一次走刀，刀具耐用度应得至少能完成一次走刀，刀具耐用度应按零件精度和表面粗糙度要求决定按零件精度和表面粗糙度要求决定刀具耐用度（切削时刀具耐用度（切削时间）与切削速度的关间）与切削速度的关系系六六 刀具的破损刀具的破损1.1. 刀具的脆性破损：刀具的脆性破损：崩刃、碎断、剥落、裂纹破损崩刃、碎断、剥落、裂纹破损2.2. 刀具的塑性破损：切削时，由于高温和高压的作用，刀具的塑性破损：切削时，由于高温和高压的作用，有时在前、后刀面和切屑、工件的接触层上，刀具表有时在前、后刀面和切屑、工件的接触层上，刀具表层材料发生塑性流动而丧失切削能力。层材料发生塑性流动而丧失切削能力。3.3. 防止刀具破损的措施防止刀具破损的措施：在提高刀具材料的强度和抗热：在提高刀具材料的强度和抗热振性能的基础上：振性能的基础上：1)1) 合理选择刀具材料的牌号合理选择刀具材料的牌号。防止刀具破损的措施防止刀具破损的措施2)2)选择合理的刀具角度。通过调整前角、后角、刃倾选择合理的刀具角度。通过调整前角、后角、刃倾角和主、副偏角，增加切削刃和刀尖的强度；在主角和主、副偏角，增加切削刃和刀尖的强度；在主切削刃上磨出倒棱，可以有效的防止崩刃。切削刃上磨出倒棱，可以有效的防止崩刃。3)3)选择合适的切削用量。硬质合金较脆，要避免切削选择合适的切削用量。硬质合金较脆，要避免切削速度过低时切削