第2章金属切削原理与刀具3――刀具寿命ppt课件.ppt

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1、第2章金属切削原理与刀具本章要点金属切削刀具金属切削原理刀具磨损与刀具寿命切削用量的选择9/4/202112.3刀具磨损与刀具寿命一、刀具磨损的形态1——正常磨损1.前刀面磨损2.后刀面磨损3.边界磨损9/4/20212刀具磨损的形态9/4/20213一、刀具磨损的形态1——正常磨损二、刀具磨损的形态2——非正常磨损（刀具破损）2.3刀具寿命9/4/20214形式状况实例脆性破损硬质合金和陶瓷刀具。在机械应力和热应力冲击作用下常发生。1)崩刃切削刃上产生小的缺口。缺口尺寸较小时，刀刃还能继续切削。但在继续切削过程中，刃区崩损部分会迅速扩大，

2、可能使刀具完全失效。陶瓷刀具切削时；硬质合金刀具断续切削时2)碎断切削刃上发生小块碎裂或大块断裂，不能继续正常切削。硬质合金和陶瓷刀具断续切削时3)剥落在前、后刀面上几乎平行于切削刃而剥下一层碎片，经常连切削刃一起剥落。陶瓷刀具端铣时4)裂纹破损较长时间继续切削后，由于疲劳而引起裂纹的一种破损。有热裂纹；机械疲劳裂纹，当这些裂纹不断扩展合并，就会引起切削刃的碎裂或断裂。塑性破损由于高温和高压的作用，在前、后刀面和切屑、工件的接触层上，刀具表层材料发生塑性流动而丧失切削能力。高速钢刀具因其耐热性较差，易出现9/4/20215一、刀具磨损的形态

3、1——正常磨损二、刀具磨损的形态2——非正常磨损（刀具破损）三、刀具磨损的原因2.3刀具寿命9/4/20216形式状况实例1.磨粒磨损碳化物（Fe3C、TiC等）、氮化物（AlN、Si3N4等）和氧化物（SiO2、Al2O3等）等硬质点以及积屑瘤碎片等，在刀具表面刻划出沟纹。在各种切削速度下都存在，它是低速刀具(如拉刀、板牙等)磨损的主要原因。2.粘结磨损切屑、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。刀具表面上的微粒逐渐被切屑或工件粘走。高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚石刀具硬质合金具在中

4、等偏低的切削速度下切削塑性金属时，磨损比较严重。3.扩散磨损高温下，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，削弱了刀具材料的性能，加速磨损过程。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。4.化学磨损较高温度下，刀具材料与某些周围介质起化学作用，在刀具表面形成一层硬度较低的化合物，被切屑或工件擦掉而形成磨损。一般，空气不易进入刀—屑接触区，化学磨损中因氧化而引起的磨损最容易在主、副切削刃的工作边界处形成，从而产生较深的磨损沟纹。5.相变磨损刀具材料（

5、高速钢）因切削温度升高达到相变温度（550~600°C）时，使金相组织发生变化，硬度降低而造成磨损。9/4/20217温度对磨损的影响①磨粒磨损②粘结磨损③扩散磨损④化学磨损9/4/20218一、刀具磨损的形态1——正常磨损二、刀具磨损的形态2——非正常磨损（刀具破损）三、刀具磨损的原因四、刀具磨损过程2.3刀具寿命9/4/20219四、刀具磨损过程刀具磨损过程初期磨损后刀面磨损量VB正常磨损急剧磨损切削时间9/4/202110硬质合金车刀的典型磨损曲线YD05-30CrMnSiA；go=4º，ao=8º，kr=45º，ls=-4º；vc=

6、150m/min，f=0.2mm.r，asp=0.5mm9/4/202111一、刀具磨损的形态1——正常磨损二、刀具磨损的形态2——非正常磨损（刀具破损）三、刀具磨损的原因四、刀具磨损过程五、刀具寿命（耐用度）及其经验公式2.3刀具寿命9/4/2021121.定义（1）刀具寿命（2）刀具总寿命2.刀具寿命（耐用度）经验公式式中CT、m、n、p为与工件、刀具材料等有关的常数。五、刀具寿命（耐用度）及其经验公式9/4/202113刀具寿命经验公式的应用用硬质合金刀具切削碳钢（=0.763GPa）时，有可知：v的影响最显著；f次之；ap影响最小。

7、9/4/2021143.影响刀具寿命的因素1）切削用量2）工件材料3）刀具几何角度4）刀具材料五、刀具寿命（耐用度）及其经验公式9/4/202115不同刀具材料的耐用度比较不同刀具材料的耐用度比较硬质合金（VB=0.4mm）陶瓷刀具（VB=0.4mm）高速钢刀具耐用度T（min）1235681020304060800600500400300200100806050切削速度v（m/min）9/4/2021164.刀具寿命的选择最大生产率寿命经济寿命五、刀具寿命（耐用度）及其经验公式9/4/202117式中to、tm、ta、tc分别为工序时间、

8、基本时间、辅助时间和换刀时间；T为刀具寿命。令f，ap为常数，有：使工序时间最短的刀具寿命。以车削为例，工序时间：将上式代入式（4-14），对T求导，并令其为0，可得到最大生产率