刀具磨損及耐用度

1、關(guān)于刀具磨損及耐用度現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第一頁(yè)，共43頁(yè)主要內(nèi)容 6.1 刀具的磨損形態(tài) 6.2 刀具的磨損原因 6.3 刀具磨損過(guò)程與磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 6.4 刀具使用壽命和切削用量的關(guān)系 6.5 刀具合理使用壽命的制定現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二頁(yè)，共43頁(yè)6.1 刀具磨損形態(tài) 正常磨損 前刀面磨損 后刀面磨損 邊界磨損 非正常磨損 塑性破損 脆性破損現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三頁(yè)，共43頁(yè)刀具磨損的特點(diǎn) 切屑底層的表面活性大，不存在氧化膜 前后刀面接觸壓力大，溫度高刀具磨損容易引起振動(dòng)破壞已加工表面的質(zhì)量和尺寸精度刀具磨損與機(jī)械、熱和化學(xué)作用密切相關(guān)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四頁(yè)，共43頁(yè)正常磨損 刀具前后刀面在高溫高壓下產(chǎn)生的磨鈍 前刀

2、面被磨成月牙洼 后刀面形成磨損帶 二者同時(shí)發(fā)生并相互作用現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五頁(yè)，共43頁(yè)刀具磨損的形態(tài)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第六頁(yè)，共43頁(yè)前刀面磨損 又稱(chēng)為月牙洼磨損 產(chǎn)生條件 加工塑性材料 切削速度高和厚度大時(shí) 刀具材料的耐熱性和耐磨性差時(shí) 磨損值以月牙洼的最大深度KT表示現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第七頁(yè)，共43頁(yè)車(chē)刀典型磨損示意圖現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第八頁(yè)，共43頁(yè)后刀面磨損 在后刀面毗鄰刃口處磨出的小棱面。 切削脆性金屬時(shí)； 產(chǎn)生條件： 切削塑性金屬，進(jìn)給量和速度較低時(shí)。 以平均磨損寬度值VB或最大磨損寬度值VBmax表示現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第九頁(yè)，共43頁(yè)后刀面的磨損區(qū) 后刀面磨損不均勻 后刀面磨損分為三個(gè)區(qū)： 靠近刀尖的C區(qū)

3、：磨損最嚴(yán)重(VC) 中間部分的B區(qū)：磨損比較均勻(VB) 靠近工件外皮的N區(qū)：邊界磨損(VN)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十頁(yè)，共43頁(yè)邊界磨損 產(chǎn)生部位： 主切削刃和待加工表面之間 副切削刃和已加工表面之間 產(chǎn)生條件： 加工硬化 毛坯件有粗糙的硬皮現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十一頁(yè)，共43頁(yè)邊界磨損示意圖現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十二頁(yè)，共43頁(yè)刀具的破損 塑性破損： 前后刀面發(fā)生塑性流動(dòng)而喪失切削能力 與刀具和工件材料的硬度比值有關(guān) 脆性破損： 崩刃；碎斷 剝落；裂紋現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十三頁(yè)，共43頁(yè)6.2 刀具磨損的原因 硬質(zhì)點(diǎn)(磨料)磨損 粘結(jié)(冷焊)磨損 擴(kuò)散磨損 化學(xué)(氧化)磨損 刀具磨損是機(jī)械的、物理的和化學(xué)的三種作用的

4、綜合結(jié)果?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十四頁(yè)，共43頁(yè)硬質(zhì)點(diǎn)磨損 又稱(chēng)為機(jī)械磨損或磨料磨損 由材料中的硬質(zhì)點(diǎn)或積屑瘤的碎片造成 在各種速度下均存在，是低速刀具磨損的主要原因 與切削路程或滑移距離成正比 高速鋼刀具較硬質(zhì)合金刀具顯著現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十五頁(yè)，共43頁(yè)粘結(jié)磨損 又稱(chēng)為冷焊磨損 粘結(jié)指工件和材料在高溫高壓下，接觸到原子間距離時(shí)產(chǎn)生的冷焊現(xiàn)象 是摩擦面的塑性變形所造成的 各種刀具材料均可能發(fā)生粘結(jié)磨損 粘結(jié)程度取決于二者的親和力、硬度比、切削溫度、刀具表面形狀和金相組織等現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十六頁(yè)，共43頁(yè)粘結(jié)強(qiáng)度系數(shù) 粘結(jié)強(qiáng)度系數(shù) 單位粘結(jié)力和刀具材料的抗拉強(qiáng)度之比 比值越大，粘結(jié)磨損程度越大 溫度越高，粘

5、結(jié)系數(shù)越大，磨損越嚴(yán)重 切削鋼材時(shí)應(yīng)選用YT類(lèi)合金現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十七頁(yè)，共43頁(yè)硬質(zhì)合金與合金鋼的粘結(jié)溫度現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十八頁(yè)，共43頁(yè)不同刀具材料的粘結(jié)強(qiáng)度系數(shù)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十九頁(yè)，共43頁(yè)擴(kuò)散磨損 與冷焊磨損、磨料磨損同時(shí)產(chǎn)生 前刀面上溫度最高處擴(kuò)散作用最強(qiáng)烈 影響擴(kuò)散磨損速度的因素有： 切削溫度 刀具材料的化學(xué)成分 切屑的流動(dòng)速度現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十頁(yè)，共43頁(yè)硬質(zhì)合金與鋼之間的擴(kuò)散現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十一頁(yè)，共43頁(yè)化學(xué)磨損 又稱(chēng)為氧化磨損 刀具材料與周?chē)橘|(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng) 切削液或介質(zhì)的活性越大，磨損越嚴(yán)重 例子：不能用金剛石刀具切削黑色金屬現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十二頁(yè)，共43頁(yè)切削速度對(duì)磨損強(qiáng)度

6、的影響現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十三頁(yè)，共43頁(yè)刀具的磨損過(guò)程 初期磨損階段 曲線斜率大，刀具磨損快 與刃磨質(zhì)量有關(guān) 正常磨損階段 磨損比較緩慢均勻 是刀具的有效工作階段 急劇磨損階段現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十四頁(yè)，共43頁(yè)刀具的磨損過(guò)程圖現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十五頁(yè)，共43頁(yè)刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 刀具的磨損極限 常以刀具后刀面磨損值作為磨鈍標(biāo)準(zhǔn) ISO：1/2被吃刀量處后刀面的寬度VB 自動(dòng)化刀具：刀具徑向磨損量NB現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十六頁(yè)，共43頁(yè)刀具的徑向磨損量 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十七頁(yè)，共43頁(yè)制定磨鈍標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)考慮的因素 刀具的合理使用 工件表面的粗糙度 工件的尺寸精度 工件材料的切削加工性 刀具制造和刃磨的難易程度現(xiàn)在

7、學(xué)習(xí)的是第二十八頁(yè)，共43頁(yè)車(chē)刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)(ISO) 高速鋼或陶瓷刀具破損破損后刀面有規(guī)則的磨損，后刀面有規(guī)則的磨損，VB=0.3mmVB=0.3mm后刀面無(wú)規(guī)則的磨損，后刀面無(wú)規(guī)則的磨損，VB=0.6mmVB=0.6mm 硬質(zhì)合金刀具VB=0.3mmVB=0.3mm后刀面無(wú)規(guī)則的磨損，后刀面無(wú)規(guī)則的磨損，VB=0.6mmVB=0.6mm前刀面磨損量前刀面磨損量KT=0.06+0.3KT=0.06+0.3f f現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十九頁(yè)，共43頁(yè)6.4 刀具的使用壽命 刀具使用壽命： 刀具兩次刃磨之間總的切削時(shí)間，T 新刀從開(kāi)始切削直到磨損達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)時(shí)總的切削時(shí)間 達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)時(shí)總的切削行程 精

8、加工時(shí)，用工件數(shù)量或走刀次數(shù)表示現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十頁(yè)，共43頁(yè)刀具總壽命和使用壽命 刀具使用壽命刀具的總壽命 總壽命指新刀從開(kāi)始切削直至報(bào)廢為止的總切削時(shí)間 總壽命=使用壽命刃磨次數(shù) 使用壽命衡量刀具材料切削性能的優(yōu)劣 使用壽命衡量工件材料的可切削加工性現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十一頁(yè)，共43頁(yè)切削速度和使用壽命的關(guān)系 速度是影響使用壽命的主要因素 提高速度，刀具使用壽命降低 泰勒公司是選擇切削速度的重要依據(jù)0CTvmc 泰勒公司的使用是有條件的現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十二頁(yè)，共43頁(yè)刀具使用壽命公式 著名的泰勒公式 選擇切削速度的重要依據(jù) m表示切削速度對(duì)耐用度的影響程度 m越小，速度對(duì)耐用度的影響就越大 m

9、與刀具的材料有關(guān) C0系數(shù) 與工件的材料和切削條件有關(guān)0CTvmc現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十三頁(yè)，共43頁(yè)不同刀具材料的使用壽命比較現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十四頁(yè)，共43頁(yè)廣義泰勒公式廣義泰勒公式 根據(jù)單因素法，求得廣義泰勒公式為：zpyxTafvCT C:使用壽命系數(shù)，與材料和切削條件有關(guān) x,y,z:指數(shù)，一般xyz?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十五頁(yè)，共43頁(yè)刀具使用壽命的曲線變化圖現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十六頁(yè)，共43頁(yè)切削用量的優(yōu)選原則 根據(jù)公式可知 速度對(duì)耐用度的影響最大(指數(shù)最大) 進(jìn)給量的影響次之 背吃刀量的影響最小 優(yōu)選順序是 先選大的背吃刀量 再選大進(jìn)給量 最后選擇切削速度現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十七頁(yè)，共43頁(yè)6.

10、5 刀具合理使用壽命的制定 刀具使用壽命直接影響生產(chǎn)效率和成本 合理的刀具使用壽命應(yīng)根據(jù)優(yōu)化目標(biāo)確定 合理的刀具使用壽命分為 最高生產(chǎn)率使用壽命 最低成本使用壽命(經(jīng)濟(jì)使用壽命)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十八頁(yè)，共43頁(yè)使用壽命和效率、成本的關(guān)系圖現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十九頁(yè)，共43頁(yè)最高生產(chǎn)率使用壽命 最高生產(chǎn)率使用壽命 單件工時(shí)最少單件工時(shí)最少 加工零件數(shù)最多加工零件數(shù)最多 公式為：ctpwwmotmctmwtmmTafnhlttTtttt 1現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十頁(yè)，共43頁(yè)經(jīng)濟(jì)使用壽命 指單件成本最低時(shí)的使用壽命MtCTtMTttMtCottmmctmMCtmmTtct1 求導(dǎo)后得最低成本使用壽命：現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十一頁(yè)，共