数控机床刀具寿命

数控机床刀具切削热和刀具寿命第一页，共二十六页。切削热和切削温度1.切削热的来源与传出图3-29切削热的来源与传出第二页，共二十六页。切削热和切削温度1.切削热的来源与传出式中Q——单位时间产生的热量，单位：J

/

s；Fc——切削力，单位：N；vc——切削速度单位：m

/

s。

第三页，共二十六页。切削热和切削温度1.切削热的来源与传出不同切削速度下的热量传出比例第四页，共二十六页。切削热和切削温度1.切削热的来源与传出加工方法切屑工件刀具车削50~80%10~40%<5%铣削70%<30%5%钻、镗削30%>50%15%磨削4%>80%12%第五页，共二十六页。切削热和切削温度2.切削温度的分布a）法平面内的切削温度分布b）刀具前面上的切削温度分布切削温度的分布第六页，共二十六页。切削热和切削温度3.影响切削温度的主要因素(1)工件材料工件材料的强度、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。工件材料的导热性好，从切屑和工件传出的切削热相应增多，切削区的平均温度降低。

例如，合金结构钢的强度普遍高于45钢，而导热系数又一般均低于45钢，所以切削合金结构钢的切削温度高于切削45钢的切削温度。第七页，共二十六页。3.影响切削温度的主要因素(2)切削用量

在切削用量中，切削速度对切削温度的影响最大。。第八页，共二十六页。3.影响切削温度的主要因素(2)切削用量

第九页，共二十六页。3.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程度以切削速度为最大，进给量次之，背吃刀量最小。

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。

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工艺规程时，确定切削用量的原则。

第十页，共二十六页。3.影响切削温度的主要因素(3)刀具几何参数1）

前角2）

主偏角

第十一页，共二十六页。3.影响切削温度的主要因素(4)切削液第十二页，共二十六页。刀具磨损与刀具寿命刀具失效

刀具磨损刀具破损第十三页，共二十六页。刀具磨损与刀具寿命1.刀具磨损的形式车刀典型磨损形式示意图第十四页，共二十六页。刀具磨损与刀具寿命2.刀具磨损的原因(1)擦伤磨损（任何切削温度）(2)粘结磨损(3)扩散磨损（高速切削）(4)氧化磨损（高速切削）第十五页，共二十六页。刀具磨损与刀具寿命2.刀具磨损的原因(1)擦伤磨损(2)粘结磨损(3)扩散磨损(4)氧化磨损切削温度对磨损影响的示意图①擦伤磨损

②粘结磨损③扩散磨损④氧化磨损第十六页，共二十六页。刀具磨损与刀具寿命3.刀具磨损过程及磨钝标准(1)刀具的磨损过程图3-38硬质合金车刀的典型磨损曲线YD05-30CrMnSiA；go=4º，ao=8º，kr=45º，ls=-4º；vc=150m/min，f=0.2mm.r，asp=0.5mm第十七页，共二十六页。刀具磨损与刀具寿命3.刀具磨损过程及磨钝标准(2)刀具的磨钝标准刀具允许达到的最大的磨损量，称为“磨钝标准”。

对于一般刀具，常以后面磨损带高度VB的允许极限值作为磨钝标准，定尺寸刀具和自动化生产中的精加工刀具，常以径向磨损量NB的允许值作为磨钝标准。

第十八页，共二十六页。刀具磨损与刀具寿命3.刀具磨损过程及磨钝标准(2)刀具的磨钝标准

图3-39车刀的径向磨损第十九页，共二十六页。（2）刀具的磨钝标准1）精加工VB＝0.1mm

～

0.3mm；粗加工VB＝

0.6mm

～

0.8mm。2）

工艺系统刚性较差时，应规定较小的磨钝标准；3）

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。4）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。第二十页，共二十六页。刀具磨损与刀具寿命4.刀具寿命(1)定义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，称为刀具寿命，符号用T，单位用min或s。

第二十一页，共二十六页。刀具磨损与刀具寿命4.刀具寿命(2)刀具寿命与切削用量的关系

式中，Cv、CT是与切削条件有关的常数；m、n、p为指数．其值为：

第二十二页，共二十六页。刀具磨损与刀具寿命4.刀具寿命(2)刀具寿命与切削用量的关系

例如，当用硬质合金车刀车削sb

=

0.65GPa的中碳钢时，切削用量与刀具寿命的关系为：第二十三页，共二十六页。刀具磨损与刀具寿命4.刀具寿命(2)刀具寿命与切削用量的关系

切削用量对刀具寿命T的影响程度与切削用量对切削温度θ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，背吃刀量的影响很小。

第二十四页，共二十六页。刀具磨损与刀具寿命4.刀具寿命(2)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寿命，又要追求较高的切削效益，那么，确定切削用量就应该遵循下列原则：采用尽可能大的背吃刀量，采用能满足已加工表面粗糙度要求的尽可能大的进给量，再根据所确定的刀具寿命值，按切削用量与刀具寿命的关系公式计算切削速度。第二十五页，共二十六页。内容总结数控机床刀具。式中Q——单位时间产生的热量，单位：J

/

s。Fc——切削力，单位：N。vc——切削速度单位：m

/

s。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。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，背吃刀量最小。上述切削用量选择原则是从最低切削温度出发考虑的