車刀的磨損與預(yù)防論文

PAGE車刀的磨損與預(yù)防系（院）：學生姓名：專業(yè)班級：學號：指導(dǎo)教師：年月日聲明本人所呈交的車刀的磨損與預(yù)防，是我在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)和查閱相關(guān)著作下獨立進行分析研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含其他個人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中作了明確說明并表示謝意。作者簽名：日期：【摘要】車刀是車床上普遍使用的刀具，其刀具是機床中最為容易損壞的部位，而且損壞形式也有所不同，損壞原因也比較復(fù)雜。本論文主要分析了螺紋車刀車削時的正常磨損和不正常磨損以及磨損原因，包括螺紋車削時工件對刀具材料和刀具耐用度的合理選擇，同時針對預(yù)防螺紋車刀的非正常磨損，讓螺紋車刀的工作壽命得以延長提出了自己的見解和方法。【關(guān)鍵詞】：螺紋車刀;車削；非正常磨損；預(yù)防目錄TOC\o"1-2"\h\z\u引言 1一、螺紋車刀的概述 2（一）螺紋的形成、要素和結(jié)構(gòu) 3（二）車刀的組成和分類 5二、刀具磨損形式與刀具磨損的原因 7（一）刀具的磨損形式 7（二）刀具磨損的原因 8三、刀具材料的選擇和刀具耐用度的選擇 9（一）刀具材料的選擇 9（二）刀具耐用度的選擇 9四、螺紋車刀的正常磨損及磨鈍標準 10（一）螺紋車刀的正常磨損 10（二）刀具的磨鈍標準 11五、螺紋車刀的非正常磨損 12（一）刀具的偏磨 12（二）刀體的研磨 12（三）扎刀現(xiàn)象 12（四）亂扣現(xiàn)象 13（五）加工硬化 13（六）刀座磨損又稱干涉磨損 14六、預(yù)防螺紋車刀的非正常磨損的有效方法 15（一）對刀具材料的正確選擇 15（二）確定合理的切削角度 15（三）適當對刀具進行降溫 16（四）減少切削廢料積存 17七、對于螺紋車刀磨損的總結(jié) 17（一）主要任務(wù) 17（二）工作內(nèi)容 18總結(jié) 19參考文獻 20謝辭 21PAGE21引言機械制造業(yè)是技術(shù)密集型的行業(yè)。這個行業(yè)對其職工職業(yè)素質(zhì)的要求比較高。在科學技術(shù)迅速發(fā)展的今天，更是這樣。機械行業(yè)職工隊伍的一半以上是技術(shù)工人。他們是企業(yè)的主體，是振興和發(fā)展我國機械行業(yè)極其重要的技術(shù)力量。技術(shù)工人隊伍的素質(zhì)如何，直接關(guān)系著行業(yè)、企業(yè)的生存和發(fā)展。在市場經(jīng)濟條件下，企業(yè)之間的競爭，歸根結(jié)底是人才的競爭。優(yōu)秀的技術(shù)工人是企業(yè)各類人才中重要的組成部分。企業(yè)必須有一支高素質(zhì)的技術(shù)工人隊伍，有一批技術(shù)過硬、技藝精湛的能工巧匠，才能保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低物質(zhì)消耗，使企業(yè)獲得經(jīng)濟效益；才能支持企業(yè)不斷退出新產(chǎn)品去占領(lǐng)市場，在激烈的市場競爭中立于不敗之地。隨著機械制造技術(shù)的不斷進步和發(fā)展，新材料、新技術(shù)、新工藝在機械工業(yè)生產(chǎn)中得到了大量普及和應(yīng)用。在機械制造業(yè)中,車削螺紋加工是在車床上，控制進給運動與主軸旋轉(zhuǎn)同步，加工特殊形狀螺旋槽的過程。螺紋形狀主要由切削刀具的形狀和安裝位置決定。所以用車削的方法加工螺紋是機械加工中非常普遍卻又比較復(fù)雜的問題。本文的主題闡述了如何正確的選擇刀具的材料以及刀具的耐用度，對于螺紋車刀在具體作業(yè)時，應(yīng)該如何預(yù)防螺紋車刀在正常車削時的非正常磨損，從而達到刀具的正常使用，避免了刀具過度磨損導(dǎo)致的不必要損失。本文主要內(nèi)容是介紹普通車床在車削螺紋時的螺紋車刀所受到的正常磨損和非正常磨損，以及包括車削時工件對刀具材料和刀具耐用度的合理選擇，同時也針對螺紋車刀的非正常磨損提出了自己的見解和方法。一、螺紋車刀的概述螺紋車刀是一種具有螺紋廓形的成型車刀，屬于切削刀具的一種，是用來在車削加工機床上進行螺紋的切削加工的一種刀具（見圖1-1）。它的結(jié)構(gòu)簡單，通用性好，可用來加工各種形狀、尺寸和精度的內(nèi)、外螺紋，多在普通車床上使用。加工質(zhì)量主要取決于操作者的技術(shù)水平及機床、刀具本身的精度。螺紋車刀分為內(nèi)螺紋車刀和外螺紋車刀兩大類，從機械制造初期使用的需要手工磨的焊接刀頭的螺紋車刀、高速鋼材料磨成的螺紋車刀、高速鋼梳刀片式的螺紋車刀及機夾式螺紋車刀等，機夾式螺紋車刀是目前被廣泛使用的機夾式螺紋車刀，機夾式螺紋車刀分為刀桿和刀片兩部分，刀桿上裝有刀墊，用螺釘壓緊，刀片安裝在刀墊上，刀片又分為硬質(zhì)合金未涂層刀片(用來加工有色金屬的刀片，如：鋁、鋁合金、銅、銅合金等材料)，硬質(zhì)合金涂層刀片(用來加工鋼材、鑄鐵、不銹鋼、合金材料等)。螺紋刀具是用于加工內(nèi)、外螺紋的。它有兩類：一類是利用切削加工方法來加工螺紋的刀具，如螺紋車刀、絲錐、板牙和螺紋切頭等；另一類是利用金屬屬性變形方法來加工螺紋的刀具，如滾絲輪、搓絲板等。螺紋種類很多，采用的加工方法和加工刀具也有很多種。正確的選擇和使用螺紋刀具，對保證螺紋的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率是十分重要的。圖1-1螺紋車刀車削螺紋(一)螺紋的形成、要素和結(jié)構(gòu)1.螺紋的形成一平面圖形（如三角形、矩形、梯形）繞一圓柱做螺旋運動得到一圓柱螺旋體，工業(yè)常稱為螺紋。在圓柱外表面上的螺紋為外螺紋；在圓柱（或圓錐）孔內(nèi)表面上的螺紋成為內(nèi)螺紋。在機械加工中，螺紋是在一根圓柱形的軸上（或內(nèi)孔表面）用刀具或砂輪切成的，此時工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀具沿著工件軸向移動一定的距離，刀具在工件上切出的痕跡就是螺紋。在外圓表面形成的螺紋稱外螺紋（見圖1-2）。在內(nèi)孔表面形成的螺紋稱內(nèi)螺紋（見圖1-3）。螺紋的基礎(chǔ)是圓軸表面的螺旋線。通常若螺紋的斷面為三角形，則叫三角螺紋；斷面為梯形叫做梯形螺紋；斷面為鋸齒形叫做鋸齒形螺紋；斷面為方形叫做方牙螺紋；斷面為圓弧形叫做圓弧形螺紋。圖1-2外螺紋2.螺紋的要素螺紋的牙型、直徑、線數(shù)、螺距、旋向等稱為螺紋的要素，內(nèi)外螺紋配對使用時，上述要素必須一致。（1）牙型.沿螺紋軸線剖切時，螺紋牙齒輪廓的剖面形狀稱為牙型。螺紋的牙型有三角形、梯形、鋸齒形等。不同的螺紋牙型，有不同的用途。（2）螺紋的直徑（大徑、小徑、中徑）.與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相重合的假想圓柱面的直徑稱為大徑（內(nèi)、外螺紋分別用D、d表示），也稱為螺紋的公稱直徑；與外螺紋牙底或內(nèi)螺紋牙頂相重合的假想圓柱面的直徑稱為小徑（內(nèi)、外螺紋分別用D1、d1表示）；在大徑與小徑之間，其母線通過牙型溝槽寬度和凸起寬度相等的假想圓柱面的直徑稱為中徑（內(nèi)、外螺紋分別用D2、d2表示）。（3）線數(shù)（n）.螺紋有單線和多線之分，沿一條螺旋線形成的螺紋為單線螺紋；沿軸向等距分布的兩條或兩條以上的螺旋線所形成的螺紋為多線螺紋。（4）螺距（P）和導(dǎo)程（L）.相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)之間的軸向距離稱為螺距。同一螺旋線上相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)之間的軸向距離稱為導(dǎo)程，導(dǎo)程與螺距的關(guān)系為L=n*P。（5）旋向.螺紋有右旋和左旋之分。按順時針方向旋轉(zhuǎn)時旋進的螺紋稱為右旋螺紋，按逆時針方向旋轉(zhuǎn)時旋進的螺紋稱為左旋螺紋。判別的方法是將螺桿軸線鉛垂放置，面對螺紋，若螺紋自左向右升起，則為右旋螺紋；反之，則為左旋螺紋。常用的螺紋多為右旋螺紋。圖1-3內(nèi)螺紋在螺紋諸要素中，牙型、大徑和螺距是決定螺紋結(jié)構(gòu)規(guī)格最基本的要素，稱為螺紋三要素。凡螺紋三要素符合國家標準的稱為標準螺紋。而牙型符合標準，直徑或螺距不符合標準的稱為特殊螺紋；對于牙型不符合標準的，稱為非標準螺紋。3.螺紋的結(jié)構(gòu)（1）螺紋的尾端.為了便于裝配和防止螺紋起始圈損壞，常在螺紋的起始處加工成一定的形式，如倒角、倒圓等。（2）螺紋的收尾和推刀槽.車削螺紋時，刀具接近螺紋末尾處要逐漸離開工件，因此螺紋收尾部分的牙型是不完整的，螺紋的這一段牙型不完整的收尾部分稱為螺尾。為了避免產(chǎn)生螺尾，可以預(yù)先在螺紋末尾處加工出退刀槽，然后再車削螺紋。(二)車刀的組成和分類1.車刀的組成車刀是用于車削加工的、具有一個切削部分的刀具（見圖1-4車刀的組成部分）。車刀是金屬切削加工中應(yīng)用最為廣泛的刀具之一。它直接參與車削加工過程。車刀由刀體和切削部分組成。車刀的工作部分就是產(chǎn)生和處理切削的部分，包括刀刃、使切屑斷碎或卷攏的結(jié)構(gòu)、排屑或容儲切屑的空間、切削液的通道等結(jié)構(gòu)要素。圖1-4車刀的組成部分2.車刀的分類按使用要求不同，可有不同的結(jié)構(gòu)和選用不同的材料。（1）按用途分類：1.直頭外圓車刀。主要用于車削工件外圓，也可車削外圓倒角。2.彎頭車刀。要用于車削工件外圓、端面或倒角。3.偏刀。主要用于車削工件外圓、軸肩或端面。4.車槽或切斷刀。主要用于切斷工件，或在工件上車槽。5.鏜孔刀。主要用于鏜削工件的內(nèi)孔。6.螺紋車刀。主要用于車削工件的外螺紋。7.成形車刀。主要用于加工工件的成形回轉(zhuǎn)面。（2）按切削部分材料分類：1.高速鋼車刀。高速鋼綜合力學性能好，易刃磨，在精細車削和成形車削中應(yīng)用較為普遍（如圖1-5高速鋼三角形外螺紋車刀）。圖1-5高速鋼三角形外螺紋車刀2.硬質(zhì)合金車刀。硬質(zhì)合金是由硬度很高的難溶金屬碳化物和金屬粘接劑用粉末冶金的方法燒結(jié)而成，比高速鋼硬、耐磨、耐熱，切削性能較好，因而目前應(yīng)用最為廣泛（見圖1-6硬質(zhì)合金三角形外螺紋車刀）。3.陶瓷車刀。屬于超硬刀具，可在高溫下高速切削，多用于精車和半精車加工。（3）按結(jié)構(gòu)形式分類：1.整體式車刀。刀體和切削部分為一整體結(jié)構(gòu)，僅用于高速鋼刀具。2.焊接式硬質(zhì)合金車刀。因結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、制造方便，使用靈活，抗震性好，使用十分廣泛。3.機夾重磨式車刀。采用機械方法將普通硬質(zhì)合金刀片夾固在刀桿上，可以避免刀片因焊接而產(chǎn)生的裂紋，并且刀桿可以多次重復(fù)使用，也便于刀片的幾種刃磨，但因刀片用鈍后仍需刃磨，不能完全避免產(chǎn)生裂紋。4.機夾可轉(zhuǎn)位車刀。它是采用機械夾固的方法將可轉(zhuǎn)位刀片夾固在刀桿上而構(gòu)成的。圖1-6硬質(zhì)合金三角形外螺紋車刀二、刀具磨損形式與刀具磨損的原因（一）刀具的磨損形式刀具的磨損發(fā)生在與切削和工件接觸的前刀面和后刀面上，其磨損形式分為前刀面磨損、后刀面磨損、前刀面和后刀面同時磨損或邊界磨損（見下圖2-1刀具的磨損形式）。1.前刀面磨損加工塑形金屬材料且切削速度和切削厚度較大時，刀具前刀面與切削在高溫、高壓、高速下產(chǎn)生劇烈摩擦，因此，以切削溫度最高的位置為中心開始發(fā)生磨損，并逐漸向前后擴展，深度不斷增加，形成月牙洼。刀具前刀面磨損量以月牙洼最大深度KT表示。2.后刀面磨損在切削鑄鐵等脆性材料或以較小的切削厚度、較低的切學速度切削塑形材料時，由于切削刃鈍圓半徑的作用，刀具后刀面與工件表面的接觸壓力很大，存在著彈性與塑形變形，后刀面與工件實際上是小面積接觸，磨損就發(fā)生在這個接觸面上。在切削刃工作長度上，刀具后刀面磨損量是不均勻的。3.前刀面和后刀面同時磨損或邊界磨損切削塑形材料以及切削鑄鋼或鍛件等外皮粗糙的工件時，常在主切削刃靠近工件外皮處以及副切削刃靠近工件已加工表面接觸處磨出較深的溝紋，這種磨損稱為前刀面和后刀面同時磨損或邊界磨損。圖2-1刀具的磨損形式（二）刀具磨損的原因刀具磨損的原因很復(fù)雜，主要有以下幾種常見的形式。1.硬質(zhì)點磨損硬質(zhì)點磨損是由于工件基體組織中的碳化物、氮化物、氧化物等硬質(zhì)點及積屑瘤碎片在刀具表面的刻劃作用而引起的機械磨損。在各種切削速度下，刀具都存在硬質(zhì)點磨損。硬質(zhì)點磨損是刀具低速切削時發(fā)生磨損的主要原因，因為其他形式的磨損還不顯著。2.粘結(jié)磨損在高溫高壓的作用下，切削與前刀面、已加工表面與后刀面之間的摩擦面上，產(chǎn)生塑性變形，當接觸面達到原子間距離時，會產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象。影響粘接磨損的主要因素是：工件材料與刀具材料的親和力與硬度比、刀具表面形狀與組織、粘結(jié)溫度、切削條件等。硬質(zhì)合金刀具在中速切削工件時主要發(fā)生粘結(jié)磨損。3.擴散磨損切削過程中，由于高溫、高壓的作用，刀具材料與工件材料中某些化學元素可能互相擴散，使兩者的化學成分發(fā)生變化，削弱刀具材料的性能，形成擴散磨損。擴散磨損是硬質(zhì)合金刀具在高速切削時磨損的主要原因之一。4.化學磨損在一定的溫度下，刀具材料與某些周圍介質(zhì)（如空氣中的氧，切削液中的添加劑硫等）發(fā)生化學反應(yīng)，生成硬度較低的化合物而被切屑帶走，或因為刀具材料被某種介質(zhì)腐蝕，造成刀具的磨損。三、刀具材料的選擇和刀具耐用度的選擇（一）刀具材料的選擇刀具材料的種類很多，目前在我國使用最廣的刀具材料主要是高速鋼和硬質(zhì)合金。高速鋼具有高的強度和韌性，一定的硬度（63~70HRC）和耐磨性，抗沖擊振動的能力較強，能鍛造且制造工藝簡單，刃磨后刃口鋒利，特別適合制造鉆頭、絲錐、銑刀、拉刀、齒輪刀具等復(fù)雜的刀具及成形刀具。和高速鋼相比，硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性、耐熱性都較高，但抗彎強度和韌性較差，較難加工，不易制成形狀復(fù)雜的整體刀具。但由于硬質(zhì)合金切學性能優(yōu)良，應(yīng)用廣泛，絕大多數(shù)車刀、端銑刀和深孔鉆等刀具都采用這種材料制造。對于涂層刀具、新型硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼、金剛石等刀具材料的選用，應(yīng)參考有關(guān)資料根據(jù)具體情況進行選擇。不同物理力學性能的刀具材料，其切削性能是不一樣的。（二）刀具耐用度的選擇刀具耐用度反映了刀具磨損的快慢程度。刀具耐用度高，表明刀具的磨損速度慢；反之，則表明刀具磨損速度快。影響刀具磨損的因素和切學溫度都同樣影響刀具耐用度。刀具種類耐用度/min刀具種類耐用度/min高速鋼車、刨、鏜刀30-50仿形車刀120-180硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀15-45組合鉆床刀具200-300高速鋼鉆頭80-120多軸銑床刀具400-800硬質(zhì)合金端銑刀90-180自動機、自動生產(chǎn)線刀具240-480硬質(zhì)合金焊接車刀14-60齒輪刀具200-300圖3-1常用刀具合理耐用度參考值刀具耐用度分為兩種：最高生產(chǎn)率耐用度和最低成本耐用度。最高生產(chǎn)率耐用度是以單位時間內(nèi)生產(chǎn)最多數(shù)量的產(chǎn)品或加工每個零件所消耗的生產(chǎn)時間最少來衡量的；最低成本耐用度是以每件產(chǎn)品（或工序）的加工費用最低為原則來制定的。在選擇刀具耐用度時，通常采用最低成本耐用度，以利于市場競爭。在產(chǎn)品生產(chǎn)任務(wù)緊迫或生產(chǎn)中出現(xiàn)不平衡環(huán)節(jié)時，才采用最大生產(chǎn)率耐用度。刀具耐用度對切削加工的生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本有較大的影響。在具體制定刀具耐用度時，還應(yīng)注意到：對于制造和刃磨都比較簡單，且成本不高的刀具，耐用度可定得低一些；反之，則應(yīng)定得高些。對于裝夾和調(diào)整比較復(fù)雜的刀具，耐用度應(yīng)定得高些。切削大型工件時，為避免在切削過程中中途換刀，刀具耐用度應(yīng)定得高些。（上面圖3-1主要列舉了部分刀具的合理耐用度數(shù)值）四、螺紋車刀的正常磨損及磨鈍標準(一)螺紋車刀的正常磨損隨著螺紋車刀的作業(yè)時間的推進，磨損隨之增加。下圖為螺紋車刀磨損過程曲線。刀具磨損過程可以分為一下3個階段：1.初期磨損階段因為新的螺紋車刀刀頭存在一定的磨合期，刀具后刀面與工件接觸的面積比較小，壓力較大，同時刀具表面存在顯微裂紋、氧化或脫碳層等缺陷，所以初期階段的磨損是較快的。（如圖4-1螺紋車刀磨損過程曲線）

圖4-1螺紋車刀磨損過程曲線2.正常磨損階段當螺紋車刀經(jīng)過初期磨損后，刀具已經(jīng)度過一開始的磨合期，開始慢慢進入正常磨損階段。正常階段磨損的特點是緩慢而均勻的，是刀具的有效工作時期。刀尖磨損量隨著車削時間的增長而呈線性增加。正常車削時，該階段時間最長，因此應(yīng)盡可能的加長正常磨損階段，從而增加車削時刀頭的使用壽命。3.急劇磨損階段當?shù)额^磨損達到一定的程度后，刀頭甚至減刀體小嚴重，車削深度及質(zhì)量均難以達到標準，刀頭硬度下降，刀頭的磨損速度急劇加快，最后以致于刀具損壞而失去車削能力。在此階段到來之前，應(yīng)及時更換成新的螺紋車刀。螺紋車刀刀頭的使用壽命不長，屬于車削加工的易損件。在車削作業(yè)時，刀頭受到了牽引力和旋轉(zhuǎn)力，并與工件產(chǎn)生了摩擦、擠壓，從而達到車削的目的。因為與工件的大量摩擦，刀頭會快速磨損。正常磨損應(yīng)發(fā)生在刀頭刀體的上半部，為了保證螺紋車刀正常的均勻磨損，在刀具安裝時應(yīng)設(shè)計合適的側(cè)向偏角，使刀頭在車削工件時，可以收到一個來自工件橫向的反作用力，從而使刀頭均勻受力形成均勻磨損，才能延長車刀的使用壽命。（二）刀具的磨鈍標準刀具磨損到一定限度后就不能繼續(xù)使用，這個磨損限度稱為磨鈍標準。國際標準ISO統(tǒng)一規(guī)定一1/2背吃刀量處的刀具后刀面上測定的磨損帶寬度VB作為刀具的磨損標準。自動化生產(chǎn)中的精加工刀具，常以沿工件徑向的刀具磨損尺寸作為刀具的磨鈍標準，稱為徑向磨損量NB。磨鈍標準的具體數(shù)值可參考有關(guān)手冊。（下圖4-2為高速鋼車刀與硬質(zhì)合金車刀的磨鈍標準）工件材料加工性質(zhì)磨鈍標準VB/mm高速鋼硬質(zhì)合金碳鋼、合金鋼粗車1.5~2.01.0~1.4精車1.00.4~0.6灰鑄鐵、可鍛鑄鐵粗車2.0~3.00.8~1.0半精車1.5~2.00.6~0.8耐熱鋼、不銹鋼粗、精車1.01.0鈦合金粗、半精車-0.4~0.5淬火剛精車-0.8~1.0圖4-2高速鋼車刀與硬質(zhì)合金車刀的磨鈍標準五、螺紋車刀的非正常磨損（一）刀具的偏磨這是由于物料過度堆積、刀座干涉磨損、刀座不正、行走速度過快以及不適當?shù)臑⑺畬?dǎo)致。（如圖5-1刀具的偏磨）圖5-1刀具的偏磨（二）刀體的研磨這是由于刀頭太小、碰到高研磨性物料所致。（如圖5-2刀體的研磨導(dǎo)致的現(xiàn)象）圖5-2刀體的研磨導(dǎo)致的現(xiàn)象（三）扎刀現(xiàn)象加工余量分配不合理，或一次車削的余量過多，導(dǎo)致沒有及時退刀，而使螺紋兩側(cè)面粗糙，嚴重甚至導(dǎo)致崩刀。（如圖5-3扎刀現(xiàn)象）圖5-3扎刀現(xiàn)象（四）亂扣現(xiàn)象車削螺紋時，在第一刀車削完畢后，在車削第二刀時，車刀刀尖不在第一刀車削的螺旋槽中央，以至于造成螺旋槽被切導(dǎo)致螺紋被車壞的現(xiàn)象稱為亂扣現(xiàn)象。如果換刀或者磨刀，繼續(xù)車削時沒有重新對刀或者工件與主軸的相對位置發(fā)生變動，從而導(dǎo)致工件報廢。目前常用的防止亂扣的方法是采用正反車法來退刀，即在第一次行程結(jié)束時，不提起開合螺母，把刀沿徑向退出后，將主軸反轉(zhuǎn)，使車刀沿縱向退回，再進行第二次行程，這樣往復(fù)過程中，因主軸、絲杠和刀架之間的傳動沒有分離過，車刀始終在原來的螺旋槽中，這樣就可以避免亂扣。（五）加工硬化工件材料塑形較大，導(dǎo)致后刀面摩擦增大，對刀具磨損和工件加工表面質(zhì)量有較大影響。（如圖5-4影響加工表面硬化的因素）影響因素影響原因刀具刀具的前角越大，切削層金屬的塑性變形越小，故硬化層深度hc越小。當前角從-60°增大到0°時，表面金屬的顯微硬度HV從730減至450，硬化層深度從200μm減到50μm。刀刃鈍圓半徑rβ越大，已加工表面再形成過程中受擠壓的程度越大，故已加工硬化層也越大。隨著刀具后刀面磨損量VB的增加，后刀面與已加工表面的摩擦隨之增大，從而加工硬化層深度增大，刀具厚道面磨損寬度VB由220增大到340。單磨損寬度VB繼續(xù)增大，摩擦熱急劇增大，弱化趨勢明顯增加，表層金屬的顯微硬度HV逐漸下降，直至穩(wěn)定在某一水平上。工件材料工件材料的塑性越大，強化指數(shù)越大，則硬化越嚴重。對于一般碳素結(jié)構(gòu)鋼，碳含量越少，塑性越大，硬化層越嚴重。高錳鋼Mn12的強化指數(shù)很大，切削后已加工表面的硬度增高2倍以上，有色合金金屬的熔點低，容易弱化，加工硬化比結(jié)構(gòu)鋼輕得多，銅件比鋼件小30%，鋁件比鋼件小75%左右。切削條件當進給量比較大時，加大進給量，切削力增大，表面層金屬的塑性變形加劇，冷硬程度增加。對于切削厚度比較的情況，表面層的金屬冷硬程度不僅不會減小，相反卻會增大。這是由于切削厚度減小，切削比壓要增大切削速度增加時，塑性變形減小，塑性變形區(qū)也縮小，因此，硬化層深度減小。另一方面，切削速度增加時，切削溫度升高，弱化過程加快。但切削速度增加，又會使導(dǎo)熱時間縮短，因而弱化來不及進行。當切削溫度超過Ac3時，表面層組織將產(chǎn)生相變，形成淬火組織。因此，硬化層深度及硬化程度又將增加。硬化層深度先是隨切削速度的增加而減小，然后又隨切削速度的增加二增大采用有效的冷卻潤滑措施，可使加工硬化層深度減小。圖5-4影響加工表面硬化的因素（六）刀座磨損又稱干涉磨損螺紋車刀正常車削工作時刀座與工件之間的沖擊摩擦，稱為“正常沖擊摩擦干涉摩擦”；當?shù)毒甙l(fā)生崩碎或斷裂，以及刀具超過其正常磨損期而未及時更換刀具造成刀座發(fā)生的惡性磨損，稱為“正常惡性干涉磨損”；當螺紋車刀正常車削工作時，不僅刀具而且刀座也同時與車削過渡面發(fā)生沖擊切削和摩擦所造成的惡性磨損，稱為“正常操作不當干涉磨損”，即由于人為操作的原因使車削運動速度相對車削深度和車削速度過快，或車削速度即車刀工作轉(zhuǎn)速相對車削運動速度和車削深度較慢，造成刀座直接參與切削。根據(jù)螺紋車刀的運動學特征并結(jié)合大量實際使用情況，確定車削深度和最大前進速度的最佳匹配值，以便于緩解干涉磨損，同時優(yōu)化布置立刀，使其能有效保護刀座。六、預(yù)防螺紋車刀的非正常磨損的有效方法（一）對刀具材料的正確選擇根據(jù)每次車削的不同需求，選擇合適的刀具材料是合理切削的關(guān)鍵。雖然螺紋車刀等刀具廣泛應(yīng)用硬質(zhì)合金刀具材料，在某些情況下也要應(yīng)用高速鋼刀具材料。切削時，刀具材料的硬度必須高于被加工材料的硬度才能切下金屬。刀具材料越硬，其耐磨性就越好。而耐熱性又稱紅硬性，也是衡量刀具材料性能的主要指標。它綜合反映了刀具材料在高溫下仍能保持高硬度、耐磨性、強度、抗粘結(jié)和抗擴散的能力。（如圖6-1幾種典型刀具材料的切削材料）刀具材料硬度（HRA)抗彎強度/GPA抗沖擊強度耐磨性車削45剛時的切削條件20℃535℃760℃前角/(°)切削速度/m/min高速鋼83~8775~82較低3.0~3.4↑↓+5~+3023~56硬質(zhì)合金89~9382~9777~851.2~1.45-6~+1047~560陶瓷94~9790~9387~920.5~0.65-15~-5156~781金剛石8000HV8000HV較低0.21~0.49--立方氮化硼9000HV9000HV9000HV1.0~1.5--圖6-1幾種典型刀具材料的切削性能（二）確定合理的切削角度為了保證刀具能夠有足夠的橫向分力對工件進行切削，同時也不會切削角設(shè)計過大，而使刀具受力不均，造成刀頭斷裂等現(xiàn)象，應(yīng)綜合考慮刀具的受力情況，選取適當?shù)那邢鹘嵌龋詼p少刀體的磨損以及刀座發(fā)生干涉磨損。螺紋車刀的實際工作角度就是將主運動速度向量換成合成運動向量所構(gòu)成的參考平面而組成參考系之后，在這個參考系下所獲得的車刀角度就是螺紋車刀的工作角度。（如圖6-2主運動向量和合成運動向量的關(guān)系）圖6-2主運動向量和合成運動向量的關(guān)系（三）適當對刀具進行降溫螺紋車刀在工作時，刀頭與工件摩擦、擠壓、變形，工件被切削時，就會產(chǎn)生大量的摩擦熱，致使刀具的溫度快速升高。若刀具不能及時降低溫度，則會發(fā)生刀頭或刀體的材料組織變化，刀具剛性、韌性降低，形成刀頭的熱蝕現(xiàn)象。適時地增大冷卻水量，既可以降低刀具溫度，又可以及時對刀具進行清潔，防止刀具物料覆蓋及刀具偏磨現(xiàn)象的發(fā)生。（如圖6-3切削溫度的分布）圖6-3切削溫度的分布（四）減少切削廢料積存螺紋安裝位置、車刀的尺寸的合理設(shè)計是提高車削螺紋效率，減少切削廢料積存的有效解決辦法之一。因此，在安裝螺紋車刀時，必須使刀尖與工件旋轉(zhuǎn)中心（車床主軸軸線）在同一高度上，并且刀尖角的平分線必須與工件軸線垂直。另外，每次車削時要用對刀樣板輔助對刀。螺紋車刀也不宜伸出刀架過長，一般以伸出長度為刀柄厚度的1.5倍為宜，為25~30mm。（見圖6-4正確安裝螺紋車刀）圖6-4正確安裝螺紋車刀七、對于螺紋車刀磨損的總結(jié)（一）主要任務(wù)螺紋車刀的磨損形式可以分為正常磨損和非正常磨損，前者是連續(xù)的、逐漸的過程，后者是隨機的、突發(fā)的破壞。而使刀具正常磨損并且盡可能延長其使用時間，獲得正常的使用壽命是主要任務(wù)。所以當一般螺紋車刀磨損量增加到一定限度后，機械摩擦加劇，切削力加大，切削溫度升高磨損原因也發(fā)生變化（如轉(zhuǎn)化為相變磨損、擴散磨損等），以致刀具崩刀，失去切削能力時，繼續(xù)使用只會影響加工質(zhì)量且刀具刃磨時去材料更多，成本更大。在這個階段來臨之前，要及時換刀或更換新的切削刃。（二）工作內(nèi)容刀具磨損是各種磨損的綜合結(jié)果，磨損形式也隨切削條件的改變而相互轉(zhuǎn)化。但是，刀具磨損的特點表現(xiàn)在：刀具表面所接觸的切屑底面是活性很高的新鮮表面，刀面上的接觸壓力很大，接觸面溫度很高。因此，刀具磨損是一個復(fù)雜