刀具磨損原因及改進方法

1、.,刀具的磨損形式,前刀面磨損 (月牙凹磨損）,后刀面磨損,前后刀面磨損,刀具的鈍化方式： 卷刃、崩刃、磨損三種。,刀具的磨損原因：,機械磨損、熱效應(yīng)磨損。,刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn),合理磨鈍標(biāo)準(zhǔn)、工藝磨鈍標(biāo)準(zhǔn),.,刀具磨損的原因,(1)刀具與切屑、工件間的接觸表面經(jīng)常是新鮮表面。 (2)接觸壓力非常大，有時超過被切削材料的屈服強度。 (3)接觸表面的溫度很高，對于硬質(zhì)合金刀具可達8001000，對于高速鋼刀具可達300600。,刀具磨損經(jīng)常是機械的、熱的、化學(xué)的三種作用的綜合結(jié)果，可以產(chǎn)生磨料磨損、冷焊磨損（粘結(jié)磨損）、擴散磨損和氧化磨損等。,.,切屑、工件的硬度雖然低于刀具的硬度，但其結(jié)構(gòu)中經(jīng)常含有一

2、些硬度極高的微小的硬質(zhì)點，能在刀具表面刻劃出溝紋，這就是磨料磨損。硬質(zhì)點有碳化物(如Fe3C、TiC、VC等)、氮化物(如TiN、Si3N4等)、氧化物(如Si02、A12O3等)和金屬間化合物。,一、磨料磨損,二、冷焊磨損,切削時，切屑、工件與前、后刀面之間，存在很大的壓力和強烈的摩擦，因而它們之間會發(fā)生冷焊。由于摩擦副之間有相對運動，冷焊結(jié)特產(chǎn)生破裂被一方帶定，從而造成冷焊磨損。,.,擴散磨損在高溫下產(chǎn)生。切削金屬時，切屑、工件與刀具接觸過程中，雙方的化學(xué)元素 在固態(tài)下相互擴散，改變了材料原來的成分與結(jié)構(gòu)，使刀具表層變得脆弱，從而加劇了刀具的磨損。例如用硬質(zhì)合金切鋼時，從800開始，硬質(zhì)合

3、金中的鈷便迅速地擴散到切屑、工件中去，WC分解為鎢和碳后擴散到鋼中.,當(dāng)切削溫度達700800時，空氣中的氧便與硬質(zhì)合金中的鈷及碳化鎢、碳化鈦等發(fā)生氧化作用，產(chǎn)生較軟的氧化物(如Co304、Co0、W03、TiO2等)被切屑或工件擦掉而形成磨損，這稱為氧化磨損.,三、擴散磨損,四、氧化磨損,.,工件、切屑與刀具由于材料不同，切削時在接觸區(qū)電勢，這種熱電勢有促進擴散的作用而加速刀具磨損。這種熱電勢的作用下產(chǎn)生的擴散磨損，稱為“熱電磨損”。,返回,五、熱電磨損,.,在前刀面上相應(yīng)于產(chǎn)生月牙洼的地方，其切削溫度最高，因此磨損也最大，從而形成一個凹窩(月牙洼)。,前刀面磨損 (月牙洼磨損 ),在,切削

4、速度較高、,切削厚度較大,的情況下加工,塑性,耐熱性和耐磨性稍有不足時,切屑在前刀面上經(jīng)常,當(dāng)?shù)毒叩?會磨出一個月牙洼。,月牙洼和切削刃之間有一條小棱邊。在磨損的過程中，月牙洼寬度逐漸擴展。當(dāng)月牙洼擴展到使棱邊變得很窄時，切削刃的強度大為削弱，極易導(dǎo)致崩刃。月牙洼磨損量以其深度KT表示,金屬,.,前刀面的月牙洼磨損,前刀面上過高的切削溫度引起擴散磨損,過度的月牙洼磨損會降低切削刃強度。,改進方法,降低切削速度,減小走刀量,采用正前角槽形刀片，更耐磨的刀片,材料或涂層,避免積屑瘤,原因,影響,.,由于加工表面和后刀面間存在著強烈的摩擦，在后刀面上毗鄰切削刃的地方很快被磨出后角為零的小棱面，這種磨

5、損形式叫做后刀面磨損。,后刀面磨損,何為后刀面磨損,在切削速度較低、切削厚度較小的情況下切削塑性金屬以及加工脆性金屬時，一般不產(chǎn)生月牙洼磨損，但都存在著后刀面磨損,在刀尖部分(即圖a中的C區(qū))由于強度和散熱條件較差，因此磨損較為劇烈，其最大值為VC 。,在參與切削的切削刃中部(B區(qū))，其磨損比較均勻。在B區(qū)，以VB表示平均磨損值，以VBmax表示最大磨損值。,.,降低切削速度,切削速度太高 進給量太低 刀具耐磨性不好,快速的后刀面磨損會使表面質(zhì)量 變差,后 刀 面 磨 損,影響,原因,改進方法,采用順銑的方法,充足的冷卻液,采用更耐磨的刀片材料或涂層,逐步加大走刀量,.,這是一種兼有上述兩種情

6、況的磨損形式。在切削塑性 金屬時，經(jīng)常會發(fā)生這種磨損。,前刀面和后刀面同時磨損,.,積 屑 瘤,低速切削，負(fù)前角切削,過度的月牙洼磨損會降低切削刃強度。,影響,積屑瘤引起表面質(zhì)量變差，當(dāng)積屑瘤脫落時會引起切削刃破損,產(chǎn)生原因：,改進方法,提高切削速度,逐步加大走刀量致最佳切屑厚度,采用物理涂層的刀片材料,充足的高壓冷卻液或空氣 防止二次切屑,采用順銑的方法,正前角銑刀體和刀片,.,溝 槽 磨 損,降低切削速度,加工淬硬材料 表面硬皮和氧化皮,溝槽磨損引起表面 質(zhì)量變差或者崩刃,改 進 方 法,原 因,影 響,選擇韌性更好的牌號,.,塑性變形,切削刃塌下或后刀面凹陷，倒致切削控制差和表面質(zhì)量差。

7、后刀面磨損會導(dǎo)致刀片崩刃。,切削溫度太高 并且壓力太大,切屑刃塌下：降低切削速度,塑性變形原因,方法,影 響,選用更高的抗塑性變形能力的硬牌號,后刀面凹陷：降低進給,.,刃口的破損,切削刃的細(xì)小破損導(dǎo)致表面質(zhì)量變差和過度的后刀面磨損,積屑瘤 牌號太脆 刀片槽形強度太低,原因,影 響,改進方法,刃口被擠碎則提高切削速度,排除振動的因素,工件材質(zhì)不均降低切削速度并且加大走刀量順銑,刀體是否退火失效，刀墊是否破碎，刀片螺釘需要更換,采用韌性更好的刀片材料,換刃口強壯的刀片,冷硬鑄鐵工件需負(fù)前角銑刀,圓刀片銑刀最耐沖擊,.,刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn),刀具磨損后將影響切削力、切削溫度和加工質(zhì)量，因此必須根據(jù)加工情況

8、規(guī)定一個最大的允許磨損值，這就是刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。,一般刀具的后刀面上都有磨損，它對加工精度和切削力的影響比前刀面磨損顯著，同時后刀面磨損量比較容易測量，因此在刀具管理和金屬切削的科學(xué)研究中多按后刀面磨損尺寸來制定磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。通常所謂磨鈍標(biāo)準(zhǔn)是指后刀面磨損帶中間部分平均磨損量允許達到的最大值，以VB表示。,表示方法,.,車削剛性差的工件時，應(yīng)控制在VB0.3mm左右；而車削剛性好的工件時，磨鈍標(biāo)準(zhǔn)可取得大一些。,在切削難加工材料時，一般應(yīng)選用較小的磨鈍標(biāo)推；加工一般材料，磨鈍標(biāo)準(zhǔn)可以大一些。,加工精度及表面質(zhì)量要求較高時，應(yīng)當(dāng)減小磨鈍標(biāo)準(zhǔn)，以確保加工質(zhì)量。例如在精車時，應(yīng)控制VB0.10.3mm的

9、范圍內(nèi)。,磨鈍標(biāo)準(zhǔn)的選擇,.,合理磨鈍標(biāo)準(zhǔn),工藝磨鈍標(biāo)準(zhǔn),粗加工時，應(yīng)取磨損過程曲線中正常磨損階段終點處的磨損量B點對應(yīng)的磨損量（VB)作為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。,精加工時，必須保證工件表面粗糙度和尺寸精度，因此要根據(jù)表面粗糙度和精度來制定刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。,.,刀具使用壽命的定義,刃磨后的刀具自開始切削直到磨損量達到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止的切削時間，稱為刀具使用壽命，以T表示。,它是指凈切削時間，不包括用于對刀、測量、快進、回程等非切削時間。,也有用達到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)前的切削路程lm。來定義刀具使用壽命的。lm等于切削速度Vc和刀具使用壽命(時間)T的乘積，即 lm=VcT,一把新刀(如焊接車刀或麻花鉆等)用到報廢之前的總切削時間，其中包括多次重磨。因此刀具使用壽命等于刀具耐用度乘以重磨次數(shù)，但按現(xiàn)行的推薦標(biāo)準(zhǔn)精神，應(yīng)稱為刀具總使用壽命。,.,影響刀具壽命的因素,工件,切削用量,刀具幾何角度,潤滑液,.,切削速度、切削路程與刀尖磨損量的關(guān)系,工件：HT250 刀具：PCBN,.,進給量與表面粗糙度的關(guān)系,工件：HT250 刀具：PCBN,., g0=-3-5