刀具磨损知识.ppt

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1、切削加工时，刀具一方面切下切屑，另一方面本身也要发生磨损或局部破损。刀具磨损后，可明显地发现切削力加大，切削温度上升，切屑颜色改变，工艺系统产生振动，加工表面粗糙度值增大，加工精度降低。因此，刀具磨损到一定程度后，必须进行重廓或更换新刀。刀具磨损和耐用度直接关系到切削加工的效率、质量和成本，是切削加工中十分重要的问题之一。刀具磨损主要决定于刀具材料及工件材料的物理机械性能和切削条件。各种条件下刀具磨损有不同的特点。掌握这些特点，才能合理地选择刀具及切削条件，提高切削效率，保证加工质量。第六章刀具磨损和刀具耐用度一、刀具磨损正常磨损：（

2、逐渐）非正常磨损（突然）随时间增加磨损扩大。破损1、刀具磨损的形式3.前刀面和后刀面同时磨损切塑性材料时,刀具正常磨损的形态：1.前刀面磨损(月牙洼磨损)KT切塑性材料时,2.后刀面磨损VB切脆性材料时,二.刀具磨损的形态磨损是连续的、逐渐的。刀具正常磨损的原因主要是机械磨损和热、化学磨损。低温区以机械磨损为主，高温区以热、化学磨损为主。磨损的形态：1)前刀面磨损2)后刀面磨损3)边界磨损1.前刀面磨损月牙洼磨损的形成过程：切削塑性材料时，如果切削速度和切削厚度较大，由于切屑与前刀面完全是新鲜表面相互接触和摩擦，化学活性很高，反应很强

3、烈，接触面又有很高的压力和温度，接触面积中有80%以上是实际接触，空气或切削液渗入比较困难，因此在前刀面上形成月牙洼磨损。使刀刃强度降低，易导致刀刃破损。切削温度最高的地方2.后刀面磨损切削时，工件的新鲜加工表面与刀具后刀面接触，相互摩擦，引起后刀面磨损。后刀面虽然有后角，但由于切削刃不是理想的锋利，而有一定的钝圆，后刀面与工件表面的接触压力很大，存在着弹性和塑性变形;因此，后刀面与工件实际上是小面积接触，磨损就发生在这个接触面上。切削铸铁和以较小的切削厚度切削塑性材料时，主要发生这种磨损，后刀面磨损带往往不均匀。3.边界磨损切削钢料

4、时，常在主切削刃靠近工件外表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。此两处分别是在主、副切削刃与工件待加工或已加工表面接触的地方。三、刀具磨损的原因切削过程中刀具的磨损与一般机械零件的磨损有显著的不同：刀具与切屑、工件间的接触表面经常是新鲜表面；前、后刀面上的接触压力很大，有时超过被切材料的屈服强度；接触面的温度也很高，如硬质合金加工钢料时可达800～l00O℃。因此，刀具磨损是机械的、热的和化学的三种作用的综合结果。切削时，切屑、工件材料中含有的一些碳化物、氮化物和氧化物等硬质点以及积屑瘤碎片等，可在刀具表面刻划出沟纹

5、，这就是硬质点磨损。硬质点磨损在各种切削速度下都存在，但它是低速刀具(如拉刀、板牙等)磨损的主要原因。因为此时切削温度较低，其他形式的磨损还不显著。高速钢及工具钢刀具的硬质点磨损比较显著；硬质合金刀具硬度高，发生这种磨损较少。1．硬质点磨损磨料（粒）磨损切削时切屑、工件与前、后刀面之间，存在着很大的压力和强烈的摩擦，形成新鲜表面接触而发生冷焊粘结。由于摩擦面之间的相对运动，冷焊结破裂被一方带走，从而造成冷焊磨损。一般说来，工件材料或切屑的硬度低，冷焊结的破裂往往发生在工件或切屑这一方。但由于交变应力、热应力以及刀具表层结构缺陷等原因，

6、冷焊结的破裂也可能发生在刀具这一方，刀具表面上的微粒逐渐被切屑或工件粘走，从而造成刀具的粘结磨损。2．粘结磨损高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚石刀具都可能因粘结而发生磨损。硬质合金刀具虽有较高的硬度，但在中等偏低的切削速度下切削塑性金属时，粘结磨损比较严重。高速钢刀具有较高的抗剪和抗拉强度，抗粘结磨损能力强，粘结磨损较慢。晶粒越小，粘结磨损越慢温度越小，粘结磨损越慢YT类粘结磨损小于YG类磨损在切削高温下，刀具表面与切出的工件、切屑新鲜表面接触，刀具和工件、切屑双方的化学元素互相扩散到对方去，改变了原来材料的成分与结构，削弱了

7、刀具材料的性能，加速磨损过程。3．扩散磨损例如用硬质合金刀具切钢时，从800C开始，硬质合金中的钴便迅速地扩散到切屑、工件中去，碳化钨分解为钨和碳后扩散到钢中；而切屑中的铁会向硬质合金中扩散，形成低硬度、高脆性的复合碳化物。由于钴的扩散，降低了硬质相碳化钨、碳化钛的粘结强度。所有这些，都使刀具磨损加剧。此外，随着切削速度(温度)的提高，元素的扩散速率增加，扩散磨损程度加剧。扩散磨损的快慢和程度与刀具材料中化学元素的扩散速率关系密切。如硬质合金中，钛元素的扩散速率远低于钴、钨，故YT类合金的抗扩散磨损能力优于YG类合金；YN类合金和涂

8、层合金则更佳，硬质合金中添加钽、铌后形成固溶体，更不易扩散，故具有良好的抗扩散磨损性能。1.高速钢的扩散磨损一般用于中低速切削，切削温度较低，扩散磨损很轻，随着切削速度的提高，在扩散磨损还没有起主导作用之前，可能就因塑性