初试、总结-机械制造课件

2.后刀面磨损产生条件磨损特征定量描述（VB）3.边界磨损产生条件磨损位置及特征定量描述（VC和VN）磨损原因边界磨损的原因在刀刃附近的前、后刀面上，压应力和剪应力很大，但在工件表面处的切削刃上应力突然下降，形成很高的应力梯度，引起很大的剪应力。前刀面上的切削温度很高，而刀具与工件外表面接触处由于受空气冷却和切削液冷却而造成温度迅速降低，造成很高的温度梯度，也引起很大的剪应力。由于加工硬化原因，靠近刀尖处的副切削刃处的切削厚度减薄到零，引起刀刃打滑，促使刀具磨损。二．刀具磨损的原因硬质点磨损（机械磨损或摩擦磨损）由于工件材料中的杂质、材料基体组织中所含的碳化

物、氮化物或氧化物等硬质点以及积屑瘤的碎片等造

成的机械磨损，他们在刀具表面刻划出一条条的沟纹。（一般认为硬质点产生的磨损量与刀具和工件相对滑动距离或切削路程成正比）粘结磨损粘结是指刀具与工件材料接触到原子间距离时所产生的结合现象。粘结点因相对运动，刀具材料中晶粒或晶粒群受剪或受拉而被对方带走，刀具即产生粘结磨损。（高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼、石刀具都可能发生粘结磨损）不同刀具材料的粘结强度系数K0比较图（K0为单位粘结力与刀具材料的抗拉强度之比）3.

扩散磨损两摩擦表面的化学元素有可能扩散到对方去，因而使使刀具表层的化学成分发生变化，削弱刀具材料的性能，使刀具磨损加快。高速钢刀具的扩散磨损硬质合金刀具的扩散磨损立方氮化硼刀具的扩散磨损1300℃时，CBN与纯铁接触20min，只能形成0.013mm的扩散层。但CBN与钛合金在1000℃接触10min，就能形成0.015~0.03mm的扩散层；在1300℃时，接触60s就可形成0.01mm的扩散层。石刀具的扩散磨损石与纯铁接触10s，形成0.3%的碳钢。石与纯铁接触1s，形成0.2%的碳钢。910℃时，1000℃，1300℃，石与纯铁接触0.1s，

石几乎完全熔于铁中。不同刀具材料的扩散速度与铁的扩散 石-SiC-CBN-Al2O3与钛合金的扩散

Al2O3-CBN-SiC-

石化学磨损（包括氧化磨损）在一定温度下，刀具材料与某些周围介质（如空气中的氧，切削液中的极压添加剂硫、氯等）发生化学作用，在刀具表面形成一层硬度较低的化合物而被切屑带走，加速刀具磨损。或者因为刀具材料被某种介质腐蚀，造成刀具磨损。（YT14加工1Cr18NiMnTi时，由于S、Cl的腐蚀刀具磨损较快）热电磨损在切削区高温作用下，刀具与工件材料之间形成热电偶，产生热电势，致使刀具与切屑及刀具与工件间有电流通过，可加快刀具的扩散磨损。刀具磨损的原因总结刀具的正常磨损主要有硬质点磨损、粘结磨损、扩散磨损、化学磨损和热电磨损，它们之间存在相互影响。对于不同的刀具材料，在不同的切削条件下，加工不同的工件材料时，其主要原因可能是其中的一种或几种。总的来说，对一定的刀具材料和工件材料，起主

导作用的是切削温度。在低温区，刀具以机械磨损（硬质点磨损）为主；在高温区，以热化学磨损（粘结磨损、扩散磨损、化学磨损和热电磨损）为主。4.刀具的磨损过程4.

刀具的磨损过程及磨钝标准初期磨损阶段磨损特征：磨损很快，VB=0.05~0.1mm磨损原因：刃口缺陷和刃口应力集中。正常磨损阶段磨损特征：磨损缓慢而均匀，后刀面磨损量随切削时间的延长近似成比例增加。磨损原因：硬质点磨损、粘结磨损、扩散磨损、化学磨损、热电磨损。急剧磨损阶段磨损特征：磨损速度迅速加快（工件表面变得非常粗糙）。磨损原因：切削力和切削温度的迅速升高。。磨钝标准：刀具磨损到一定限度就不能继续使用的磨损限度。粗加工磨钝标准的判断加工表面是否出现亮带切屑的颜色是否异常，切屑的形状发生明显变化。切削过程中出现振动或其它不正常精加工磨钝标准的判断表面粗糙度是否超过加工要求。工件的尺寸及形位精度是否超差。评定刀具材料的切削性能和科学试验时，一般以VB值作为计量位置（1/2切削深度处）（具体数值可参考有关手册）不同刀具材料的磨钝标准刀具材料磨钝标准备注高速钢破损VB=0.3mmB区是有规则的磨损VBmax=0.6mmB区是无规则的磨损硬质合金VB=0.3mmVB