刀具的磨损和刀具的耐用度.ppt

3.切削液(1)切削液的作用及种类1)作用润滑作用；冷却作用；清洗；防锈。2)分类a.水基冷却润滑液（成份以水为主，主要起冷却作用）水溶液 水+防锈剂（碳酸钠，亚硫酸钠，使表面形成一层气化膜）乳化液 乳化油（矿物油，乳化剂，添加剂）+水（95%98%）b.油基冷却润滑液(主要起润滑作用)矿物油（机械油，轻柴油，煤油机械油，轻柴油，煤油）油性植物油（豆油豆油）+添加剂动物油（猪油猪油）极压(2)切削液的选用1)粘性和塑性较大的材料（低碳钢），选用硫化矿物油。2)脆性材料（铸铁，青铜），不用冷却润滑液。精加工时，用煤油（降低表面粗糙度和冲走切屑）硫，磷，氯耐高温，高压3)有色金属，不采用切削液。精加工铝合金可以采用煤油。高速切削镁合金，采用煤油，矿物油，氟化钠溶液。不能采用水，因为水能助燃。4)难加工材料（耐热钢，不锈钢），采用喷雾法，喷射含石墨的乳化液或者用液态二氧化碳冷却。5)硬质合金刀片，陶瓷刀片，一般不采用切削液。如果要采用，就一开始大量注入，特别要防止切削中途突然加切削液，会使刀片炸裂。刀具的磨损和刀具的耐用度1.刀具的磨损形式(1)后刀面磨损后刀面磨损是刀具是刀具上最主要的一个磨损区，通常以后刀面磨损高度为各种刀具的磨损标准。1)工件材料 切削脆性材料（如铸铁）；切削薄的塑性材料ac c。2)原因 加工表面与后刀面剧烈摩擦。3)度量 磨损情况由平均磨损宽度VB来表示。最大磨损宽度VBmax(2)前刀面磨损（月牙洼磨损（月牙洼磨损crater wearcrater wear）刀具磨损后，在切削刃口后方出现月牙洼。1)工件材料 切削厚度ac c的塑性材料。2)原因 刀-屑接触面有很高的压力和温度，接触面积中有80%是实际接触，空气或切削液渗入比较困难，因而形成月牙洼磨损。塑性变形 热软化 扩散 切屑和前刀面粘接带走刀具材料。3)度量 月牙洼磨损值以其最大深度KT表示(3)边界磨损在主切削刃靠近工件外皮处以及副切削刃靠近刀尖处的后刀面上，磨出较深的沟纹。1)工件材料 加工铸、锻件等外皮粗糙的工件。2)原因 在刀刃附近的前、后刀面上，压应力和剪应力很大，但工件外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。3)度量 用VN的宽度。前刀面2.刀具的磨损过程及磨钝标准(1)刀具磨损过程1)初期磨损段 2)正常磨损段3)急剧磨损段 已加工表面质量恶化，切削力，切削温度升高。tVB正常磨损段ABC急剧磨损段初期磨损段(2)刀具磨钝标准刀具磨损到一定的程度就不能继续使用。这个磨损限度称为磨钝标准。下列现象作为磨钝标准：1)噪声 2)振动 3)已加工表面质量恶化 4)切削力突然增加这四种现象，在VB-t曲线上是在B点，因此就将磨钝标准化成VB。国际标准ISO统一规定以1/2切削深度处后刀面上测定的磨损带宽度VB作为刀具磨钝标准。例如：高速钢 粗加工 VBmaxmax 精加工 硬质合金 或VBmaxmax陶瓷刀片 VBmaxmax3.刀具耐用度刀具耐用度定义为，由刃磨后开始切削，一直到磨损量达到刀具磨钝标准所经过的总切削时间。或：达到规定的磨钝标准，刀具的工作时间。或：两次磨刀之间的工作时间。例如：高速钢车刀 T=3090min;高速钢钻头 T=80120min;硬质合金刀片 T=2060min。4.影响刀具耐用度的因素影响刀具磨损和刀具耐用度的因素是错综复杂的。切削用量对刀具耐用度的影响最有实际意义：结论：(1)v对T的影响最大；(2)f对T的影响其次；(3)ap p对T的影响最小。首先选择ap p；尽量取大的f；耐用度足够，从而确定v。CT 刀具耐用度系数加工质量和生产率加工质量1.加工精度(1)尺寸精度 零件的实际尺寸与理想尺寸相接近的程度。(2)形状精度 零件的实际形状与理想形状相接近的程度。(3)位置精度 零件几何要素的实际位置与理想位置相接近的程度。2.表面质量(1)(1)表面粗糙度表面粗糙度1)1)加工后的残留面积加工后的残留面积2)2)其它影响因素其它影响因素鳞刺鳞刺积屑瘤积屑瘤振动振动R为刀尖半径鳞刺(2)表面层材质的结构状态1)加工硬化切削加工后，在已加工的表面有冷硬现象。表面层硬度提高，比原来材料硬度高50%100%。硬化厚度：粗加工：精加工：冷硬对零件耐磨性有利，但粗加工出现冷硬现象影响下一工序的加工。2)残余应力残余应力是指没有外力作用的情况下，在物体内部保持平衡而存留的应力。a.切削温度高温高温低温低温表层受压-表层受拉+b.相变切削时，若表层温度大于相变温度，则表层组织可能发生相变。例如，高速切削碳钢，切削温度可达800，碳钢在720发生相变，形成奥氏体，冷却后变成马氏体。马氏体的体积比奥氏体大，从而使表层产生残余压应力，里层产生残余拉应力。生产率切削加工生产率切削加工生产率R R0 0常用常用单位时间内产生零件单位时间内产生零件的数量表示。的数量表示。t tw w=t=tmm+t+tc c+t+to ot tw w为生产一个零件所需要为生产一个零件所需要的总时间的总时间min/min/件件t tmm 基本工艺时间基本工艺时间t tc c 辅助时间辅助时间t to o 其它时间其它时间件/min切削用量的选择在机床功率，工件和刀具强度，工艺系统刚度，加工精度允许的条件下，尽量选择较大的ap p和f；根据合理刀具耐用度的要求，选择合理的切削速度。总的选择：粗加工 ap p f v 精加工 较小的进给量f和较高的切削速度v1.切削深度ap p的选择粗加工 一次走刀尽可能切除全部余量精加工 选较小的ap p，2.进给量f的选择粗加工 尽量选取较大的值。半精加工，精加工 最大进给量受加工精度和表面粗糙度的限制。3.切削速度v的选择(1)粗加工时，切削深度和进给量较大，选低的切削速度；精加工时，可选较高的切削速度。(2)工件材料强度和硬度较高，选低的切削速度；反之则选较高的切削速度。(3)刀具材料的切削性能愈好，切削速度愈高。材料的切削加工性工件材料切削加工性是指在一定切削条件下，对工件材料进行切削加工的难易程度。衡量材料切削加工性的指标1.一定刀具耐用度下的切削速度VT T当刀具耐用度为T时，切削某种材料所允许的切削速度。VT T越高，材料的切削加工性越好。若刀具耐用度T=60min，则VT T可写作V6060。2.相对加工性Kr r是指各种材料的V6060与45钢（正火）的(V6060)j j之比值。则各工件材料的可用切削速度为V6060=kr r(V6060)j jV6060的意义在于，如果使用相同于(V6060)j j的ap p和f，V6060与(V6060)j j等价。目前常用的工件材料，按相对加工性可以分为8级。相对加工性3.已加工表面质量较容易获得好的表面质量的材料，其切削加工性能就较好。4.切屑控制或断屑的难易易于断屑的材料，其切削加工性较好。例如，自动机床和深孔钻削就需要断屑容易。5.单位切削力在相同切削条件下，切削力较小的材料，其切削加工性好。改善材料切削加工性的途径1.调整材料的化学成分在钢中适当添加一些化学元素，如硫和铅等，能使钢的切削加工性得到改善，这样的钢就成为易切削钢。易切削钢：（1）切削力小；（2）容易断屑；（3）刀具耐用度高；（4）加工表面质量好2.采用热处理改善材料的切削加工性(1)高碳钢和工具钢硬度高-球化退火，降低硬度，改善切削加工性。(2)低碳钢塑性大-冷拔或正火处理，降低塑性，改善切削加工性。(3)中碳钢-有时可以进行退火处理，改善切削加工性。(4)铸铁件-加工前进行退火处理，降低表面硬度，改善切削加工性。(5)马氏体不锈钢-调质处理，降低塑性，改善切削加工性。结束