第一篇-第五章 机械制造工程学-刀具的磨损及耐用度.ppt

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1、第五章第五章 刀具的磨损及使用寿命刀具的磨损及使用寿命一、刀具的磨损形式：一、刀具的磨损形式：一、刀具的磨损形式：一、刀具的磨损形式：二、刀具磨损机理二、刀具磨损机理1.磨料磨损磨料磨损磨料磨损磨料磨损 工工件件和和切切屑屑中中的的硬硬质质点点（如如炭炭化化物物）以以及及不不断断脱脱落落的的积积屑屑瘤瘤碎片划擦刀面产生磨损。碎片划擦刀面产生磨损。2.粘结（冷焊）磨损粘结（冷焊）磨损粘结（冷焊）磨损粘结（冷焊）磨损 在在粘粘结结现现象象下下，刀刀具具材材料料由由于于内内部部缺缺陷陷（材材质质不不均均、微微裂裂纹纹或内应力等）其颗粒反被对方带走产生磨损。或内应力等）其颗粒反被对方带走产生磨损。特点

2、特点：（1）与温度基本无关，与硬质颗粒大小、数量及分布有关；与温度基本无关，与硬质颗粒大小、数量及分布有关；（2）高速钢硬度低，常发生磨料磨损。高速钢硬度低，常发生磨料磨损。特点特点：（1）最易发生在中等偏低的温度下；最易发生在中等偏低的温度下；（2）高速钢强度好抗粘结能力强，硬质合金常发生粘结磨损。）高速钢强度好抗粘结能力强，硬质合金常发生粘结磨损。二、刀具磨损机理二、刀具磨损机理3.扩散磨损：扩散磨损：扩散磨损：扩散磨损：工工件件材材料料和和刀刀具具在在高高温温（9001000）、高高压压和摩擦（界面洁净）和摩擦（界面洁净）下相互扩散造成的磨损。下相互扩散造成的磨损。特点特点：（1）与温度

3、有关：温度越高，扩散磨损加剧；与温度有关：温度越高，扩散磨损加剧；（2）TiC扩散速度低，因此扩散速度低，因此YT类抗扩散能力优于类抗扩散能力优于YG类。类。二、刀具磨损机理二、刀具磨损机理4.氧化磨损：氧化磨损：氧化磨损：氧化磨损：刀刀具具上上的的表表面面膜膜被被切切屑屑或或工工件件表表面面划划擦擦掉掉后后，在在高高温温下下（700800）与与空空气气中中氧氧作作用用产产生生氧氧化化物物（或或切削液中含切削液中含S S等则直接腐蚀），造成刀具磨损。等则直接腐蚀），造成刀具磨损。5.5.热电磨损：热电磨损：热电磨损：热电磨损：在在自自然然热热电电偶偶现现象象下下，加加工工工工艺艺系系统统会会形

4、形成成回回路路，产产生生微微电电流流，使使扩扩散散磨磨损损加加剧剧。故故属属于于扩扩散散磨磨损损特特例例。该磨损极易预防，加绝缘或反电动势。该磨损极易预防，加绝缘或反电动势。综上所述：综上所述：三、磨损过程三、磨损过程四、刀具的磨钝标准四、刀具的磨钝标准“指指后后刀刀面面磨磨损损带带中中间间部部分分平平均均磨磨损损量量允允许许达达到到的最大磨损尺寸的最大磨损尺寸”。以。以VB表示表示五、刀具的耐用度五、刀具的耐用度“刀具从开始切削一直到磨损量达到磨钝标准为止的刀具从开始切削一直到磨损量达到磨钝标准为止的总的切削时间总的切削时间”。记为：。记为：T切削用量与刀具耐用度的关系：切削用量与刀具耐用度

5、的关系：切削用量与刀具耐用度的关系：切削用量与刀具耐用度的关系：可见：可见：vc对对T的的影影响响最最大大，f次次之之，aP最最小小。在在优优选选切切削削用用量量以以提提高高生生产产率率时时，首首先先应应尽尽量量选选大大的的aP，然然后后根根据据加加工工条条件件和和要要求求选选允允许许最最大大的的f，最最后根据后根据T选取合理的选取合理的vc。影响刀具耐用度影响刀具耐用度T的因素的因素 1.切削用量切削用量切削用量切削用量2.工件材料工件材料工件材料工件材料 vc、f、ap T HB、b b 刀具磨损刀具磨损T 1.3.3.刀具几何角度刀具几何角度刀具几何角度刀具几何角度 r r r r T

6、T T随前角变化趋势呈随前角变化趋势呈“驼峰形驼峰形”。1.4.4.刀具材料刀具材料刀具材料刀具材料 高温硬度高温硬度 T 导热系数导热系数 T 六、刀具合理耐用度的选择六、刀具合理耐用度的选择1.最大生产率使用寿命：最大生产率使用寿命：最大生产率使用寿命：最大生产率使用寿命：T TP P“根据单件工序工时最短的原则来确定根据单件工序工时最短的原则来确定T”。2.经济使用寿命：经济使用寿命：经济使用寿命：经济使用寿命：T Tc c“根据单件工序成本最低的原则来确定根据单件工序成本最低的原则来确定T”。式中：式中：m：指数。：指数。对于高速钢：对于高速钢：m=0.10.125，硬质合金：硬质合金：m=0.10.4，陶瓷刀具：陶瓷刀具：m=0.20.4。tct：换刀一次所需时间；：换刀一次所需时间；Ct：刀具成本；：刀具成本；M：该工序单位时间内机床折旧费及所分担的全厂开支。：该工序单位时间内机床折旧费及所分担的全厂开支。