刀具磨损和刀具寿命讲解

（2）粘结磨损
由于刀具与工件之间接触面上存在足够大的压力和温度， 塑性变形所形成的新鲜表面与刀具表面接触到原子间距离，
将产生结合现象或粘结、冷焊现象，两摩擦表面的 粘结点因相对运动，晶粒或晶粒群受剪或受拉而被 对方带走，是造成刀具粘结磨损的原因。
（3）扩散磨损
由于切削过程中产生的切削温度高，而且刀具表面始终 与被切出的切屑和工件的新鲜表面相接触和摩擦，它们具有
巨大的化学活动性，所以两摩擦面的化学元素有可能相 互扩散，因而使双方的化学成分都发生变化，削弱 刀具材料的切削性能，从而加速刀具的磨损。扩散速度
随切削温度升高而加快。
（4）化学磨损
化学磨损是在一定温度下，刀具材料与某些周围介质 (如空气中的氧、切削液中的极压添加剂硫，氯等)起 化学作用，在刀具表面形成一层硬度较低的化合物而被切屑
损较均匀，其平均磨损宽度以VB表示。
(3)边界磨损 切削钢料时，常在主切削刃 靠近工件外皮处和副切削刃靠近刀尖处， 磨出较深的沟纹，这种磨损称作边界磨损。 沟纹的位置在主切削刃与工件待加工表面、 副切削刃与已加工表面接触的部位
2. 刀具磨损的原因
由于工件材料、刀具材料种类很多，切削条件变化很大，因此刀具 磨损的形式各不相同，其磨损的原因也很复杂。刀具在正常磨损的情况下， 其主要原因包括：
(2)后刀面磨损 由于后刀面和加工表面问的强烈摩擦， 后刀面靠近切削刃部位会逐渐地被磨成后角为零的小棱面， 这种磨损形式称作后刀面磨损。

切削铸铁和以较小的切削厚度、较低的切削速度切削
塑性材料时，后刀面磨损是主要形态。

后刀面上的磨损棱带往往不均匀，刀尖附近(C区)因
强度较差，散热条件不好，磨损较大；中间区域(B区)磨
(2)正常磨损阶段 经过初期磨损后，刀具后刀面与工件的 接触面积增大，单位面积上承受的压力逐渐减小，刀具后刀 面的微观粗糙表面已经磨平，因此磨损速度变慢，此阶段称 为刀具的正常磨损阶段。它是刀具的有效工作阶段。
(3)急剧磨损阶段 当刀具磨损量增加到一定限度时，切削 力、切削温度将急剧增高，刀具磨损速度加快．直至丧失切 削能力，此阶段称为急剧磨损阶段。在急剧磨损阶段让刀具 继续工作是一件得不偿失的事倩，既保证不了加工质量，又 加速消耗刀具材料，如出现刀刃崩裂的情况，损失就更大。 刀具在进入急剧磨损阶段之前必须更换。
带走，加速刀具磨损；或者因为刀具材料被某种介质腐蚀，造 成刀具磨损。
二、刀具磨损过程及磨钝标准 1.刀具的磨损过程
对切削过程中刀具后刀面磨损量VB进行定时(或定切削行程)测量可得 刀具磨损过程的典型磨损曲线。刀具磨损过程可分为三个阶段：
(1)初期磨损阶段 新刃磨的刀具刚投入使用,后刀面与工件 的实际接触而积很小，单位面积上承受的正压力较大，再加 上刚刃磨后的后刀面微观凸凹不平，刀具磨损速度很快,此 阶段称为刀具的初期磨损阶段。刀具刃磨以后如能用细粒度 磨粒的油石对刃磨面进行研磨,可以显著降低刀具的初期磨 损量。
一把新刀往往要经过多次重磨，才会报废，刀具寿命指 的是两次刃磨之间所经历的切削时间。如果用刀具寿命乘以刃 磨次数，得到的就是刀具总寿命。
机械磨损
热磨损
化学磨损
机械磨损是由工件材料中硬质点的刻划作用引起，而热磨损和化学磨 损是由粘结、扩散、腐蚀等引起。
（1）硬质点磨损
这主要是由于工件材料中的杂质、基体组织中所含的碳化 物、氮化物和氧化物等硬质点，以及积屑瘤的碎片等所造成的 机械磨损。它们在刀具表面上划出一条条沟纹。
各种切削速度下刀具都会产生硬质点磨损，但低速时它是 刀具磨损的主要原因。因为这时切削温度较低，其它各种形式 的磨损还不显著。一般可以认为，由硬质点磨损产生的磨损量 与切削路程或刀具与工件相对滑动距离成正比。
§3.6 刀具磨损与刀 具寿命
一、刀具磨损形态和磨损机制
切削过程中，随着切屑的不断产生和切除，刀具本 身也要逐渐磨损或发生破损(如崩刃、碎断、剥落。裂纹等)。
刀具磨损后，使工件加工精度降低，表面粗糙度增 大，并导致切削力和切削温度升高，甚至产ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ振动使其不能 继续正常工作。因此刀具磨损直接影响加工效率、加工质量 和成本。
2.刀具磨钝标准
刀具的磨钝标准即指所规定的刀具磨损量的极限值， 或不能继续使用的限度。
生产中，控制刀具磨损量的方法，主要是根据切削中 发生的一些现象来判断刀具是否已经磨钝。例如：粗加工时， 观察加工表面是否出现亮带，切屑的颜色和形状的变化，以及 是否出现不正常的声音和振动现象等。精加工时可观察加工表 面粗糙度变化，以及测量加工零件形状和尺寸的精度等。如发 现异常现象就要及时换刀。
一般刀具都要发生后刀面磨损，而且测量也比较方 便。因此，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VB作为刀具磨钝标准。
自动化生产中使用的精加工刀具，从保证工件尺寸精 度考虑，常以刀具的径向尺寸磨损量NB作为衡量刀具的磨钝标 准。
制订刀具的磨钝标准时，既要考虑充分发 挥刀具的切削能力，又要考虑保证工件的 加工质量。
精加工时磨钝标准取较小值，粗加工时取 较大值；工艺系统刚性差时，磨钝标准取 较小值；切削难加工材料时，磨钝标准也 要取较小值。
三、刀具寿命
1.刀具寿命定义
从刀具刃磨后开始切削，到其磨损量达到刀具磨钝标 准所经过的总切削时间。这实际上也是表示刀具切削性能的一 个指标，或刀具耐磨损性能的表示，以下用符号T表示。
1.刀具磨损的形式
切削时，刀具的前、后刀面与切屑及已加工表面相接触，产生剧烈摩 擦。在接触区内有相当高的温度和压力。因此在前后刀面上都会发生磨损。 但它们的磨损情况有各自不同的特点，而且相互影响：刀具磨损形式有以 下几种：
前刀面磨损
后刀面磨损
边界磨损
(1)前刀面磨损(月牙洼磨损) 切削塑性材料时，如果切 削速度和切削厚度较大，切屑在前刀向上经常会磨出一个 月牙洼。出现月牙洼的部位就是切削温度最高的部位。月 牙洼和切削刃之间有一条小棱边，月牙洼随着刀具磨损不 断变大，当月才洼扩展到使棱边变得很窄时，切削刃强度 降低，极易导致崩刃。月牙洼磨损量以其深度KT表示 。