机械制造三金属切削基本知识刀具磨损ccxPPT课件.ppt

正常磨损 机械磨损 热 化学磨损非正常磨损 崩刃 碎断 剥落 裂纹 一 刀具磨损的形式 正常磨损形式 1 后刀面磨损 VB 2 前刀面磨损 KB 月牙洼磨损 3 前 后刀面同时磨损 VB KB 第二节金属切削过程的基本规律 后刀面磨损 一般在切削脆性金属 如铸铁 或以较低的速度和较小的切削厚度 h 0 1mm 切削塑性材料发生 前刀面磨损 KB 月牙洼磨损 多发生在切削塑性金属 切削速度较高和切削层公称厚度较大 h 0 5mm 时 前 后刀面同时磨损 切削塑性金属 采用中等切削速度和中等进给量时 h 0 1 0 5mm 多为前 后刀面同时磨损 刀具磨损形式 1 硬质点磨损 二 刀具磨损的原因 切削时 切屑 工件材料中含有一些碳化物 氮化物和氧化物等硬质点以及积屑瘤碎片等 可在刀具表面刻划出沟纹 这就是磨料磨损 2 粘结磨损 二 刀具磨损的原因 切削时 切屑 工件与前 后刀面之间存在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结 由于切屑在滑移过程中产生剪切破坏 带走刀具材料 从而造成粘结磨损 3 扩散磨损 二 刀具磨损的原因 在切削高温下 使工件与刀具材料中的合金元素在固态下相互扩散置换造成的刀具磨损 称为扩散磨损 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 被切屑或工件擦掉而形成磨损 称为化学磨损 例如氧化磨损 当切削温度达到700 C 800 C时 空气中的氧在切屑形成的高温区中与刀具材料中的某些成分 Co WC TiC 发生氧化反应 产生较软的氧化物 Co3O4 CoO WO3 TiO2 从而使刀具表面层硬度下降 较软的氧化物被切屑或工件擦掉而形成氧化磨损 5 相变磨损 当切削温度达到或超过刀具材料的相变温度时 刀具材料中的金相组织将发生变化 硬度显著下降 引起的刀具磨损称为相变磨损 总之 在不同的工件材料 刀具材料和切削条件下 磨损的原因和强度是不同的 下图所示为不同切削温度对磨损的影响 温度对磨损的影响1 粘结磨损2 磨粒磨损3 扩散磨损4 相变磨损5 氧化磨损 1 磨粒磨损 硬质点磨损 低速低温下磨损的主要原因2 粘结磨损3 相变磨损4 扩散磨损5 氧化磨损 高速 高温下磨损的主要原因 注 不同的刀具材料在不同的使用条件下造成磨损的主要原因是不同的 二 刀具磨损的原因 硬质合金刀具 在中 低速时 磨粒磨损和粘结磨损是正常磨损的主要原因 在高速切削时刀具磨损主要由磨粒磨损 扩散磨损和氧化磨损所造成 扩散磨损是使硬质合金刀具产生急剧磨损的主要原因 高速钢刀具 磨粒磨损和粘结磨损是正常磨损的主要原因 相变磨损是使它产生急剧磨损的主要原因 1 初始磨损阶段2 正常磨损阶段 有效工作阶段3 急剧磨损阶段 不宜使用 三 刀具磨损过程和磨钝标准 一 刀具磨损过程 三 刀具磨损过程和磨钝标准 二 刀具磨钝标准 在使用刀具时 应控制刀具在产生急剧磨损之前必须重磨或更换新刀刃 这时刀具的磨损量称为磨损限度或磨钝标准 常用后刀面 1 2背吃刀量处 均匀磨损区宽度VB表示 mm 粗加工的磨钝标准 使用寿命最长 经济磨钝标准 精加工的磨钝标准 保证零件加工精度和表面粗糙度 VB值较小 工艺磨钝标准 国际标准ISO推荐硬质合金外圆车刀的磨钝标准 可以是以下任何一种 1 VB 0 3mm 2 如果主后刀面为无规则磨损 取VBmax 0 6mm 3 前面磨损量KT 0 06 0 3f f为进给量 表2 3硬质合金车刀的磨钝标准 1 刀具耐用度定义 四 刀具耐用度 刀具刃磨后 从开始切削到磨损量达到达到磨钝标准所经过的切削路程 刀具刃磨后 从开始切削到磨损量达到磨钝标准为止所经过的总切削时间T min 刀具刃磨后 从开始切削到磨损量达到达到磨钝标准所加工零件数量或走刀次数 在相同切削条件下切削某种工件材料时 比较不同刀具材料的性能 同一刀具材料切削各种工件材料时 比较材料的切削加工性 判断刀具几何参数是否合理 刀具耐用度的作用 2 影响刀具耐用度的因素 工件材料的强度 硬度越高 导热性越差 耐用度就会越低 1 工件材料的影响 2 切削用量的影响 切削速度对耐用度的影响 1 切削速度vc与刀具耐用度T的关系 式中 A 与切削条件有关的系数 m 切削速度对耐用度影响程度的指数 其值越小 影响越大 当车削中碳钢和灰铸铁时 m值大致为 高速钢车刀 m 0 11 硬质合金焊接刀 m 0 2 硬质合金可转位车刀 m 0 25 0 3 陶瓷车刀 m 0 4 通常 x y z 即 影响大小 vcfap 2 进给量f和背吃刀量ap与刀具耐用度T的关系 2 进给量f和背吃刀量ap与刀具耐用度T的关系 为了减少刀具磨损 提高刀具耐用度 应该选大的背吃刀量 较大的进给量和合适的切削速度 刀具材料 耐磨性 耐热性越好 耐用度就越高 刀具角度 前角增大 刀具耐用度增加 前角过大 刀具耐用度降低 刀尖圆弧半径增大或主偏角减小 刀具耐用提高 3 刀具的影响 3 刀具耐用度的合理数值 刀具耐用度并不表征刀具的切削性能 而是人为的规定值 刀具耐用度并不是越高越好 3 刀具耐用度的合理数值 最高生产率耐用度Tp最低成本耐用度Tc 3 刀具耐用度的合理数值 确定刀具耐用度时应考虑 刀具制造和刃磨的难易程度 成本刀具装卸或调整时间的长短工件情况 复杂的 高精度的 多刃的刀具耐用度应选得比简单的 低精度的 单刃的刀具高 对于机夹可转位刀具 由于换刀时间短 为使切削刃始终处于锋利状态 刀具耐用度可选得低些 对于换刀 调刀比较复杂的数控刀具 自动线刀具以及多刀加工时 刀具耐用度应选得高些 以减少换刀次数 保证整机和整线的可靠工作 精加工刀具切削负荷小 刀具耐用度应比粗加工刀具选得高些 大件加工时 为避免一次进给中中途换刀 刀具耐用度应选得高些 高速