刀具磨損形成的原因與階段

2019-07-0611:03:44刀具磨損形成的原因與階段已關(guān)閉評論

切削過程中刀具的前刀面和后刀面均會(huì)出現(xiàn)磨損。刀具磨損到一定程度后,刀刃變鈍,會(huì)使工件表面質(zhì)量惡化,并導(dǎo)致切削力和切削溫度增加,震動(dòng)加大,不能繼續(xù)正常切削,必須重新及時(shí)刃磨。

(1)刀具磨損形成的原因與階段

由于工件材料和切削用量不同,刀具磨損有:后刀面磨損、前刀面磨損、前后刀面磨損3種形式,如圖5.1.26所示。后刀面磨損一般發(fā)生在切削脆性金屬或以較低的切削速度和較小的切削厚度(a c<0.1 mm)切削塑性金屬的條件下;前刀面磨損一般發(fā)生在以較高的切削速度和較大的切削厚度(a c>0.5 mm)切削塑性金屬的條件下;前后刀面同時(shí)磨損的發(fā)生條件介于兩者之間,例如,以中等切削厚度(a c= 0.1~0.5 mm)切削塑性金屬常發(fā)生這種磨損。刀具的磨損過程可分為3個(gè)階段,第Ⅰ階段(OA段)為初期磨損階段;第Ⅱ階段(AB段)為正常磨損階段;第Ⅲ階段(BC段)為急劇磨損階段。

圖5.1.26 刀具磨損形式

圖5.1.27 磨損過程

在初期磨損階段,由于刀具前后刀面上有微觀凸峰,其與切屑和加工表面的實(shí)際接觸面積很小,故磨損較快。在正常磨損階段,由于刀具上微觀凸峰已被磨去,表面光潔,并形成狹窄的棱面,壓強(qiáng)減小,故磨損較慢。刀具在正常磨損階段后期已開始變鈍,進(jìn)入急劇磨損階段后,刀具切削狀況顯著惡化,摩擦加劇,切削刃將急劇變鈍,以致完全喪失切削能力。

(2)刀具耐用度

經(jīng)驗(yàn)表明,刀具在正常磨損階段后期,急劇磨損階段之前換刀或重磨為最好。這樣既可保證加工質(zhì)量,又能節(jié)省刀具材料。由于在大多數(shù)情況下后刀面都有磨損,這種磨損測量也較容易,故通常以后刀面的磨損帶寬度VB作為刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。但在實(shí)際生產(chǎn)中,不可能經(jīng)常測量VB的寬度,而用刀具耐用度作為刀具磨損限度的標(biāo)準(zhǔn)。

刀具耐用度是刀具兩次刃磨之間實(shí)際進(jìn)行切削的總時(shí)間,以T(min)表示。刀具耐用度的數(shù)值應(yīng)規(guī)定得合理,粗加工、半精加工一般按正常磨損階段終了時(shí)的磨損量來規(guī)定;精加工以粗糙度R a值超差時(shí)的磨損量來規(guī)定。對于制造和刃磨比較簡單的刀具,耐用度T(min)可定得低些;對于制造和刃磨比較復(fù)雜的刀具,耐用度應(yīng)定得高些。例如,目前硬質(zhì)合金焊接車刀的耐用度大致定為60 min,高速鋼鉆頭的耐用度定為120~180 min,齒輪刀具的耐用度定為200~300 min。

影響刀具耐用度的因素很多,有工件材料、刀具材料、刀具角度,切削用量以及是否使用切削液等。在各種因素確定的情況下,切削速度v是影響耐用度的關(guān)鍵因素。為了保證刀具所規(guī)定的耐用度,必須合理地選用切削速度。