机械制造技术10.pptx

1.61.6刀具刀具(doj)(doj)磨损与刀磨损与刀具具(doj)(doj)寿命寿命 1.6.1 1.6.1 刀具磨损刀具磨损(m(m sn)sn)形式形式 刀具磨损形式刀具磨损形式(xngsh)分为分为正常磨损和非正常磨损两大类。正常磨损和非正常磨损两大类。(1)(1)正常磨损正常磨损 是指在刀具设计与使用合理、制是指在刀具设计与使用合理、制造与刃磨质量符合要求的情况下，刀造与刃磨质量符合要求的情况下，刀具在切削过程中逐渐产生的磨损。具在切削过程中逐渐产生的磨损。第一页，共31页。后刀面磨损后刀面磨损(m(m sn)sn)刀具的磨损用后刀面上中间区刀具的磨损用后刀面上中间区段的平均段的平均(pngjn)(pngjn)磨损量磨损量VBVB值表值表示。示。第二页，共31页。前刀面磨损前刀面磨损(m(m sn)sn)切塑性材料切塑性材料时，在前刀时，在前刀面上面上(min(min shn)shn)形成形成月牙洼磨损，月牙洼磨损，第三页，共31页。前后前后(qinhu)刀面同刀面同时磨损时磨损 切削塑性金属材料时，切削塑性金属材料时，一般一般(ybn)都为前后刀面都为前后刀面同时磨损同时磨损第四页，共31页。(2)(2)非正常磨损非正常磨损(m(m sn)sn)非正常磨损是指刀具在切削过非正常磨损是指刀具在切削过程中突然或过早产生程中突然或过早产生(chnshng)(chnshng)损坏现象。损坏现象。破损破损 在切削刃或刀面上产生裂纹、在切削刃或刀面上产生裂纹、崩刃或碎裂。崩刃或碎裂。卷刃卷刃 切削时在高温作用下，使切切削时在高温作用下，使切削刃或刀面产生塌陷或隆起削刃或刀面产生塌陷或隆起(ln(ln q)q)的塑性变形现象。的塑性变形现象。第五页，共31页。1.6.2 1.6.2 磨损过程磨损过程(guchng)(guchng)和磨钝标准和磨钝标准 实践证明：实践证明：刀具随着切刀具随着切削时间的延削时间的延长，磨损逐长，磨损逐渐渐(zhjin)增加，但磨增加，但磨损强度不同：损强度不同：第六页，共31页。刀具磨损可分为三个阶段：刀具磨损可分为三个阶段：初期磨损阶段初期磨损阶段-刀刃锋利，后刀面接刀刃锋利，后刀面接触面积小，压应力较大，刀具磨损较触面积小，压应力较大，刀具磨损较快，但很快稳定下来。快，但很快稳定下来。正常磨损阶段正常磨损阶段-磨损缓慢而均匀。磨损缓慢而均匀。急剧磨损阶段急剧磨损阶段-由于刀刃磨钝，摩擦由于刀刃磨钝，摩擦加剧，切削力切削温度加剧，切削力切削温度(wnd)(wnd)急剧上急剧上升，磨损增加很快。升，磨损增加很快。第七页，共31页。磨钝标准：刀具后刀面中间区段磨钝标准：刀具后刀面中间区段(q(q dun)dun)的平均磨损量允许达到的最大值的平均磨损量允许达到的最大值（用（用VBVB值表示）。值表示）。刀具刀具(doj)磨损到一定限度就不能磨损到一定限度就不能继续使用，这个磨损限度称为磨钝继续使用，这个磨损限度称为磨钝标准。标准。第八页，共31页。在生产实际中是根据切削中发生在生产实际中是根据切削中发生(fshng)的一些现象来判断刀具是否已的一些现象来判断刀具是否已经磨钝。经磨钝。例如粗加工时，观察加工表面是否出现例如粗加工时，观察加工表面是否出现亮带，切屑的颜色和形状的变化，以及亮带，切屑的颜色和形状的变化，以及是否出现振动和不正常的声音等。是否出现振动和不正常的声音等。精加工时可观察加工表面粗糙度变化以精加工时可观察加工表面粗糙度变化以及测量加工零件的形状与尺寸精度等，及测量加工零件的形状与尺寸精度等，发现异常现象，就要及时换刀。发现异常现象，就要及时换刀。第九页，共31页。磨钝标准与切削加工的关系：当后刀面上磨钝标准与切削加工的关系：当后刀面上的平均磨损量达到磨钝标准时，刀具必须的平均磨损量达到磨钝标准时，刀具必须重新刃磨。因为，当重新刃磨。因为，当VBVB值取得值取得(qd)(qd)较大较大时，刀刃钝化越趋严重，导致切削力增大，时，刀刃钝化越趋严重，导致切削力增大，加工质量变差。相反，加工质量变差。相反，VBVB值取得值取得(qd)(qd)较较小时，刀刃能够保持锋利，加工表面质量小时，刀刃能够保持锋利，加工表面质量好，但刀具耐用度低。好，但刀具耐用度低。第十页，共31页。刀具磨钝标准的选择原则：刀具磨钝标准的选择原则：粗加工刀具：可采用较大的磨钝标准，粗加工刀具：可采用较大的磨钝标准，来延长来延长(ynchng)(ynchng)刀具的耐用度；刀具的耐用度；精加工刀具：加工余量不大，加工精精加工刀具：加工余量不大，加工精度要求高，需要锋利刀刃的刀具，应选用度要求高，需要锋利刀刃的刀具，应选用较小的磨钝标准。较小的磨钝标准。第十一页，共31页。1.6.3 1.6.3 刀具寿命刀具寿命(shumng)(shumng)的经验公式的经验公式 一把新刀一把新刀(或重新刃磨过的刀具或重新刃磨过的刀具)从开始使用直至达到磨钝标准所经从开始使用直至达到磨钝标准所经历的实际历的实际(shj)(shj)切削时间，称为刀切削时间，称为刀具寿命。具寿命。刀具从第一次投入使用直至刀具从第一次投入使用直至(zhzh)(zhzh)完全报废完全报废(经刃磨后亦不可经刃磨后亦不可再用再用)时所经历的实际切削时间，叫时所经历的实际切削时间，叫做刀具总寿命。做刀具总寿命。第十二页，共31页。刀具刀具lgTlgvclgTlgvc关系关系(gun(gun x)x)曲线曲线第十三页，共31页。刀具刀具(doj)(doj)寿命方程寿命方程式：式：CC与实验条件有关的系数与实验条件有关的系数(xsh)(xsh)，是，是曲线中截距。它相当于曲线中截距。它相当于T=1minT=1min时的切削时的切削速度值；速度值；mvcmvc对对T T影响程度指数，在曲线中表示影响程度指数，在曲线中表示斜率。斜率。第十四页，共31页。高速钢车刀：高速钢车刀：m=0.11m=0.11；硬质合金可焊接硬质合金可焊接(hnji)(hnji)车刀：车刀：m=0.2m=0.2；硬质合金可转位车刀：硬质合金可转位车刀：m=0.25m=0.25O.3O.3；陶瓷车刀：陶瓷车刀：m=O.4m=O.4。进给量与切削深度进给量与切削深度(shnd)(shnd)对对刀具耐用度的影响关系式刀具耐用度的影响关系式 第十五页，共31页。1.7 1.7 刀具几何刀具几何(j h)(j h)角度的合理角度的合理选择选择1.7.1 1.7.1 前角的选择前角的选择(xunz)(xunz)1.1.前角的功用前角的功用(gngyng)(gngyng)增大前角能减小切削变形和摩擦，增大前角能减小切削变形和摩擦，降低切削力、切削温度，减少刀具磨降低切削力、切削温度，减少刀具磨损，抑制积屑瘤等。但容易崩刃。损，抑制积屑瘤等。但容易崩刃。第十六页，共31页。2.2.前角的选择前角的选择(xunz)(xunz)原则原则 (1)(1)根据工件根据工件(gngjin)(gngjin)材料的性质选择材料的性质选择前角：前角：加工材料的塑性愈大，前角的数值应选得加工材料的塑性愈大，前角的数值应选得愈大。愈大。(2)(2)根据刀具材料的性质选择前角：使用根据刀具材料的性质选择前角：使用强度和韧性较好的刀具材料，可采用较大强度和韧性较好的刀具材料，可采用较大的前角；的前角；(3)(3)根据加工性质选择前角：粗加工时，根据加工性质选择前角：粗加工时，应选择较小的前角；精加工时，可选取较应选择较小的前角；精加工时，可选取较大的前角。大的前角。第十七页，共31页。表表1-4 1-4 硬质合金硬质合金(yn zh h jn)(yn zh h jn)车刀合理前角参考值车刀合理前角参考值第十八页，共31页。1.7.2 1.7.2 后角的选择后角的选择(xunz)(xunz)1.1.后角的功用后角的功用(gngyng)(gngyng)增大后角能减小后刀面与过渡增大后角能减小后刀面与过渡表面间的摩擦，减小刀具磨损，还表面间的摩擦，减小刀具磨损，还可以减小切削刃钝圆半径，使刀刃可以减小切削刃钝圆半径，使刀刃锋利，易于切下切屑锋利，易于切下切屑(qi xi)，可，可减小表面粗糙度值。但后角过大会减小表面粗糙度值。但后角过大会降低刀刃强度和散热能力。降低刀刃强度和散热能力。第十九页，共31页。2.2.后角的选择后角的选择(xunz)(xunz)原则原则 主要根据切削厚度主要根据切削厚度(hud)(hud)大小大小选择。选择。粗加工时，后角应取小值；粗加工时，后角应取小值；精加工时，后角应取大值。精加工时，后角应取大值。工件材料强度、硬度较高时，工件材料强度、硬度较高时，后角应取小值。后角应取小值。第二十页，共31页。表表1-51-5硬质合金车刀硬质合金车刀(ch do)(ch do)合理后角合理后角参考值。参考值。第二十一页，共31页。1.7.3 1.7.3 主偏角的选择主偏角的选择(xunz)(xunz)1.1.主偏角的功用主偏角的功用(gngyng)(gngyng)主偏角增大，会使进给力增加，主偏角增大，会使进给力增加，切深力减小；切深力减小；主偏角增大，加工表面主偏角增大，加工表面(biomin)粗糙度值增大；粗糙度值增大；主偏角增大，刀具耐用度下降；主偏角增大，刀具耐用度下降；第二十二页，共31页。2.2.主偏角的选择主偏角的选择(xunz)(xunz)在工艺系统刚性允许在工艺系统刚性允许(ynx)(ynx)的情况下，选择的情况下，选择较小的主偏角，这样有利于提高刀具耐用度。较小的主偏角，这样有利于提高刀具耐用度。表表1-6 1-6 主偏角的参考值主偏角的参考值第二十三页，共31页。1.7.4 1.7.4 副偏角的选择副偏角的选择(xunz)(xunz)1.1.副偏角的功用副偏角的功用(gngyng)(gngyng)减小副偏角，会增加副切削刃减小副偏角，会增加副切削刃与已加工表面的接触长度与已加工表面的接触长度(chngd)，能减小表面粗糙度，能减小表面粗糙度值；值；减小副偏角，能提高刀具耐用减小副偏角，能提高刀具耐用度；度；过小的副偏角会引起振动。过小的副偏角会引起振动。第二十四页，共31页。2.2.副偏角的选择副偏角的选择(xunz)(xunz)原则原则一般情况下选取一般情况下选取特殊情况，如切断刀，为特殊情况，如切断刀，为了了(wi le)保证刀头强度，保证刀头强度，可选可选第二十五页，共31页。1.7.5 1.7.5 刃倾角刃倾角(qngjio)(qngjio)的选择的选择 1.1.刃倾角刃倾角(qngjio)(qngjio)的功用的功用(1)(1)控制切屑控制切屑(qi(qi xi)xi)的流向的流向 第二十六页，共31页。(2)(2)控制切削控制切削(qixio)(qixio)刃切入刃切入时首先与工件接触的位置时首先与工件接触的位置 第二十七页，共31页。(3)(3)控制控制(kngzh)(kngzh)切削刃在切切削刃在切人与切出时的平稳性人与切出时的平稳性 第二十八页，共31页。(4)(4)控制控制(kngzh)(kngzh)背向力与进给力的比值背向力与进给力的比值刃倾角为正值刃倾角为正值(zhn zh)，背向力减小，进给力增大；背向力减小，进给力增大；刃倾角为负值，背向力增大，刃倾角为负值，背向力增大，进给力减小。进给力减小。第二十九页，共31页。2.2.刃倾角刃倾角(qngjio)(qngjio)的选择的选择 精车：精车：粗车：粗车：断续断续(dun(dun x)x)车削：车削：第三十页，共31页。作业作业P34P34，1.201.20思考题思考题1.17 1.17 刀具磨损的形式有哪几种？刀具的磨损刀具磨损的形式有哪几种？刀具的磨损过程分多少阶段？过程分多少阶段？1.18 1.18 什么是刀具的磨钝标准什么是刀具的磨钝标准(biozhn)(biozhn)？在？在生产实践中如何判断刀具是否磨钝？生产实践中如何判断刀具是否磨钝？1.19 1.19 什么是刀具寿命？影响刀具寿命的主要什么是刀具寿命？影响刀具寿命的主要因素有哪些？因素有哪些？1.21 1.21 刀具前角有何功用？如何选择？刀具前角有何功用？如何选择？第三十一页，共31页。