(精选)刀具的磨损和刀具的耐用度

1)工件材料 切削脆性材料（如铸铁）；切削薄 的塑性材料ac≤0.1mm。
2)原因 加工表面与后刀面剧烈摩擦。 3)度量 磨损情况由平均磨损宽度VB来表示。
最大磨损宽度VBmax
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(2)前刀面磨损（月牙洼磨损crater wear）
刀具磨损后，在切削刃口后方出现月牙洼。 1)工件材料 切削厚度ac＞0.1mm的塑性材料。 2)原因 刀-屑接触面有很高的压力和温度，
4)难加工材料（耐热钢，不锈钢），采用喷 雾法，喷射含石墨的乳化液或者用液态二 氧化碳冷却。
5)硬质合金刀片，陶瓷刀片，一般不采用切 削液。如果要采用，就一开始大量注入， 特别要防止切削中途突然加切削液，会使 刀片炸裂。
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1.3.5刀具的磨损和刀具的耐用度
1.刀具的磨损形式
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(1)后刀面磨损
后刀面磨损是刀具是刀具上最主要的一个磨损区， 通常以后刀面磨损高度为各种刀具的磨损标准。
而确定v。
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1.4加工质量和生产率 1.4.1加工质量
1.加工精度 (1)尺寸精度 零件的实际尺寸与理想尺寸相
接近的程度。 (2)形状精度 零件的实际形状与理想形状相
接近的程度。 (3)位置精度 零件几何要素的实际位置与理
想位置相接近的程度。
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2.表面质量
(1)表面粗糙度 1)加工后的残留面积
高速钢钻头 T=80~120min; 硬质合金刀片 T=20~60min。
4.影响刀具耐用度的因素
影响刀具磨损和刀具耐用度的因素是错综复 杂的。切削用量对刀具耐用度的影响最有 实际意义：
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T
CT
1 11
vm
f
n
a
p p
1 1 1 CT 刀具耐用 m n p 度系数
结论： (1) v对T的影响最大； (2)f对T的影响其次； (3)ap对T的影响最小。 首先选择ap；尽量取大的f；耐用度足够，从
接触面积中有80%是实际接触，空气或切 削液渗入比较困难，因而形成月牙洼磨损。 塑性变形 热软化 扩散 切屑和前刀面粘 接带走刀具材料。 3)度量 月牙洼磨损值以其最大深度KT表示
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前刀面
(3)边界磨损 在主切削刃靠近工件外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。 1)工件材料 加工铸、锻件等外皮粗糙的工件。 2)原因 在刀刃附近的前、后刀面上，压应力
2)残余应力
残余应力是指没有外力作用的情况下，在物 体内部保持平衡而存留的应力。
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a.切削温度
高温 低温
低温 高温
表层受压-σ 表层受拉+σ
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b.相变
切削时，若表层温度大于相变温度，则表层 组织可能发生相变。例如，高速切削碳钢， 切削温度可达800℃，碳钢在720℃发生相 变，形成奥氏体，冷却后变成马氏体。马 氏体的体积比奥氏体大，从而使表层产生 残余压应力，里层产生残余拉应力。
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ຫໍສະໝຸດ Baidu如：
高速钢 粗加工 VBmax=1.5mm 精加工 VB=0.75mm
硬质合金 VB=0.4mm或VBmax=0.7mm 陶瓷刀片 VBmax=0.6mm
3.刀具耐用度
刀具耐用度定义为，由刃磨后开始切削，一 直到磨损量达到刀具磨钝标准所经过的总 切削时间。
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或：达到规定的磨钝标准，刀具的工作时间。 或：两次磨刀之间的工作时间。 例如：高速钢车刀 T=30~90min;
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1.4.2生产率
切削加工生产率R0常用 单位时间内产生零件 的数量表示。
tw=tm+tc+to tw为生产一个零件所需要
的总时间min/件 tm 基本工艺时间 tc 辅助时间 to 其它时间
R0
1 tw
件/min
1 R0 tm tc to
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1.4.3切削用量的选择
在机床功率，工件和刀具强度，工艺系统刚 度，加工精度允许的条件下，尽量选择较 大的ap和f；根据合理刀具耐用度的要求， 选择合理的切削速度。
总的选择：粗加工 ap f v 精加工 较小的进给量f和较高的切削速度v
1.切削深度ap的选择
粗加工 一次走刀尽可能切除全部余量 精加工 选较小的ap，0.1~0.4mm
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2.进给量f的选择
粗加工 尽量选取较大的值。
半精加工，精加工 最大进给量受加工精度 和表面粗糙度的限制。
3.切削速度v的选择
矿物油（机械油，轻柴油，煤油）
植物油（豆油）
+添加剂
动物油（猪油）
油性
硫，磷，氯
耐高温，高压
极压
(2)切削液的选用
1)粘性和塑性较大的材料（低碳钢），选用 硫化矿物油。
2)脆性材料（铸铁，青铜），不用冷却润滑 液。精加工时，用煤油（降低表面粗糙度 和冲走切屑）
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3)有色金属，不采用切削液。精加工铝合金 可以采用煤油。高速切削镁合金，采用煤 油，矿物油，氟化钠溶液。不能采用水， 因为水能助燃。
和剪应力很大，但工件外表面处的切削刃 上应力突然下降，形成很高的应力梯度， 引起很大的剪应力。 3)度量 用VN的宽度。
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2.刀具的磨损过程及磨钝标准
(1)刀具磨损过程
1)初期磨损段 0.08~0.1mm
2)正常磨损段
3)急剧磨损段 已加工表面质量恶化，切削力， 切削温度升高。
VB 初期磨损段
正常磨损段
2)其它影响因素 鳞刺 积屑瘤 振动
鳞刺
Ra
f2 32 R
R为刀尖半径
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(2)表面层材质的结构状态
1)加工硬化
切削加工后，在已加工的表面有冷硬现象。 表面层硬度提高，比原来材料硬度高 50%~100%。
硬化厚度： 粗加工：0.3~0.5mm 精加工：0.07~0.08mm
冷硬对零件耐磨性有利，但粗加工出现冷硬 现象影响下一工序的加工。
3.切削液
(1)切削液的作用及种类 1)作用 润滑作用；冷却作用；清洗；防锈。 2)分类 a.水基冷却润滑液（成份以水为主，主要起
冷却作用） 水溶液 水+防锈剂（碳酸钠，亚硫酸钠，使
表面形成一层气化膜） 乳化液 乳化油（矿物油，乳化剂，添加剂）
+水（95%~98%）
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b.油基冷却润滑液(主要起润滑作用)
C 急剧磨损段
B A
t
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(2)刀具磨钝标准
刀具磨损到一定的程度就不能继续使用。这 个磨损限度称为磨钝标准。
下列现象作为磨钝标准：
1)噪声
2)振动
3)已加工表面质量恶化 4)切削力突然增加
这四种现象，在VB-t曲线上是在B点，因此就 将磨钝标准化成VB。
国际标准ISO统一规定以1/2切削深度处后刀 面上测定的磨损带宽度VB作为刀具磨钝标 准。