Long8(龙8科技有限公司)国际·龙8官方网站 - 精密刀具修磨与机械科技服务

公司动态

第四章刀具磨损及磨钝标准机械制造技术Appt

2025-12-21 阅读次数:

  

第四章刀具磨损及磨钝标准机械制造技术Appt(图1)

  例如刀具由于受到外力作用造成崩刃、卷刃、刀头碎裂,硬质合金刀头由于热应力造成的裂纹等;

  特征:此部位切削过程中承受较大的切削力和较高的切削温度,强度和散热条件差,所以磨损较大。其磨损量用VC表示。

  特征:由于加工表面的加工硬化或毛坯表面硬层的影响,会在此部位造成较大的磨损且形成磨损缺口。其磨损量用VN表示;

  后刀面临近切削刃处因磨损而产生沟痕,由于切削中各个部位的切削条件不同,沿切削刃的磨损是不均匀的:

  ⑴定义:切屑或工件表面的微小硬质点与刀具表面的相对运动中,在刀具表面划出沟痕的磨损称为磨料磨损。

  在一定的压力和温度作用下,磨擦面上产生塑性变形,形成粘结点,这些粘结点又因相对运动而破裂,粘结点的破裂也常常发生在刀具一方,使刀具材料被工件材料带走,从而形成刀具的粘结磨损。

  ③在切削运动的作用下,粘结处被撕裂,当破裂在刀具一方时,刀具材料被带走形成刀具的粘结磨损。

  在高温高压下,刀具材料中的元素扩散到切屑和工件材料中,工件材料中的铁元素又扩散到刀具表层,从而改变了刀具表层的化学成分,使其硬度和强度下降,磨损加剧。

  元素的耐热性差,则原子的稳定性差,易发生扩散磨损;元素的耐热性好,则原子的稳定性好,不易发生扩散磨损。

  空气中的氧与刀具硬质合金中的钴和碳化钨等发生氧化作用,产生疏松脆弱的氧化物。切削时这些氧化物被切屑和工件带走,形成刀具的氧化磨损。

  切削温度超过相变温度时,刀具金相组织发生变化,使表层的硬度下降造成刀具的相变磨损。

  精加工刀具,以沿工件径向的刀具磨损尺寸作为刀具的磨钝标准,称为刀具的径向磨损量NB。

  磨钝标准的定义:刀具后刀面磨损带中间的平均磨损量VB允许达到的最大磨损尺寸。(P54表4-1)

  ◆刀具由刃磨后用于切削开始至磨损量达到磨钝标准为止的总切削时间。(两次刃磨之间的总切削时间。)

  ◆刀具总寿命——一把新刀从投入切削开始至报废为止的总切削时间,期间包括多次重磨。

  式中Ct——刀具耐用度系数,与工件、刀具材料及刀具几何参数等有关的常数。

  可见v的影响最显著;f次之;ap影响最小。所以根据刀具耐用度选择切削用量时,应首先选择较大的切削深度,然后选择较大的进给量,最后在刀具耐用度和机床功率允许的条件下选取适当的切削速度。

  刀具的磨钝标准是固定的,而刀具的耐用度则是可以变化的,在切削加工中,可以通过改变加工条件提高刀具的耐用度,也就是说,延长刀具达到磨钝标准的时间。

  在一般情况下均采用经济耐用度,当任务紧迫或生产中出现不平衡环节时,则采用最大生产率耐用度。

  1.机械擦伤磨损 如图5—1所示,车刀在切除工件上金属层使之转变成切屑,并形成加工表面过程中,在有压力接触的前刀面与切屑之间、后刀面与工件表面之间的相对运动中,当工件和切屑k的硬质点(如碳化物和积屑瘤碎片等)流经刀具表面时,就像砂轮亡的磨粒一样,在前后刀面上划出间痕或擦掉一些刀具材料,使刀具磨 第144页损,这种机械擦伤磨损又称磨粒磨损。 2.热效应磨损 热效应磨损是由于车刀切削工件时产生的切削温度引起的物理、化学综合作用造成的刀具磨损。下面举例说明。 [例5-1] 高速钢车刀切削时,当切削温度超过相变温度(550~650℃)时,刀具表面金相组织发生变化,使马氏体组织转变为托氏体或索氏体组织,则硬度下降,而使刀具产生相变磨损。 [例5-2] 硬质合金车刀切削时,当切削温度超过850~950℃时,刀—屑之间、刀—工件之间的分子活动能量加大,使两摩擦面间的化学元素相互扩散到对方去。如刀具中的碳、钨、钴、钛(C、W、Co、Ti)等元素向工件、切屑中扩散,而工件和切屑中的铁(Fe)元素则向刀具中扩散,这就改变了硬质合金的表层组织,使其硬度和强度下降,使刀具产生扩散磨损。 前者是刀具的正常磨损,后者使刀具产生急剧磨损。其磨损结果,将使刀具的几何形状被改变,切削性能丧失。而更严重的是还将造成以下加工质量问题。 ①造成零件直径尺寸不准确。如图5—2所示,车削外圆和内孔时由于刀尖磨损,刀尖位置后退,使工件直径发生变化。如图5—2(a)的d变为d,图5—2(L)的蛔变为D,所示,造成零件加工尺寸不准确而影响精度。 ②零件的表面粗糙度增大。由于刀具磨损,改变了刀刃和刃口的质量,使粗糙的刀刃轮廓原封不动地复印在加工表面上。而圆钝的刃口挤压摩擦加工表面,造成工件表面粗糙不光的程度增大。

  式中to 、 tlong8官方网站m 、 ta 、 tc 分别为工序时间、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:

  将上式代入式(4-14),对T求导,并令其为0,可得到最大生产率刀具寿命为:

  通过切削力(切削功率)变化幅值,判断刀具的磨损程度;当切削力突然增大或突然下降很大幅值时,则表明刀具发生了破损

  切削加工时,切屑剥离,工件塑性变形,刀具与工件之间摩擦以及刀具破损等,都会产生声发射。正常切削时,声发射信号小而连续,刀具严重磨损后声发射信号会增大,而当刀具破损时声发射信号会突然增大许多,达到正常切削时的几倍

  一是根据单件工时最短的观点来确定耐用度,这种耐用度称为最大生产率耐用度;二是根据工序成本最低的观点来确定的耐用度,称为经济耐用度。

  在一般情况下均采用经济耐用度,当任务紧迫或生产中出现不平衡环节时,则采用最大生产率耐用度。

  刀具磨钝是确定的,刀具的耐用度是可以变化的,在切削加工中,可以通过改变long8官方网站加工条件提高刀具的耐用度,也就是说,延长刀具达到磨钝标准的时间。