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《机械制造基础》——11、刀具磨损与刀具寿命、材料的切削加工性和切削液剖析


前刀面磨损 - 月牙洼磨损
前刀面的磨损量的大小可用月牙洼的深度KT表示。 当月牙洼与刀刃之间的距离很短时,刀刃强度将 急剧下降,易发生崩刃现象。 可通过合理选择切削用量和切削液减少或消除月 牙洼磨损。
2、后刀面的磨损 当切削脆性材料或以较小进给量、较低切削速度 切削塑性材料时,由于前刀面上刀、屑间的作用相对 较弱,主要发生后刀面磨损。
D、切削厚度
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5、常见的切屑类型有 带状切屑 、节状切屑 、粒状切屑 、和 崩碎切屑。 6、进给量增加,产生的热量 增加 ,切削温度有所 升高 ;切削 7、总切削力F可分解为三个互相垂直的分力,他们分别是: 主切削力Fc 、 背向力Fp 和 进给力Ff 。 8、车外圆时,在三个切削分力中,能压弯刀杆、阻止工件旋转的 分力是 主切削力Fc ,顶弯工件、加工中不做功的分力是 背向力Fp, 作用于机床进给系统的分力是 进给力Ff 。 9、 前角增大,塑性变形和摩擦 减小 ,切削温度 降低 ;但前 角不能太大,如果前角过大,会造成刀具切削部分的容热、散热体 积 减小 , 切削温度反而 升高 。
后刀面的磨损往往不均匀,通常分为三个区:靠近刀尖 部分的C区、靠近工件外皮处的N区和中间部分的B区。 C区:刀尖处强度和散热 条件均较差,磨损严重; B区:比较均匀; N区:靠近工件外皮处, 磨损严重。 切削过程中, 后刀面不可避免 会发生磨损。
3、边界磨损 切削钢料时,主刀刃、副刀刃与工件待加工表面 或已加工表面接触处磨出沟纹,称为边界磨损。 边界磨损由边界处的加工硬化层、硬质点、较大 的应力梯度和温度梯度所造成。
速度增加,变形功与摩擦转变的热量急剧 增多 ,切削温度显著提高 。
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10、积屑瘤在切削加工中有何利弊? 有利的一面:包覆在切削刃上代替切削刃工作,起到保护切削 刃的作用,提高刀具的寿命。 不利的一面:加工表面质量下降。 粗加工时允许有积屑瘤存在,但在精加工时,一定要设法避免。 11、车削时最高温度是否在车刀切削刃的刀尖上? 前刀面上的最高温度不在切削刃上,而是距离切削刃有段距离。
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1、提高切削速度,切削温度 升高 ,磨损 加剧 ,刀具 的寿命T 降低 。 2、进给量f和背吃刀量ap增大,切削温度 升高 ,刀具 寿命T 降低 ,两者中 背吃力量 对刀具寿命的影响较小。 3、刀具的前角增大,切削温度 降低,刀具的寿命提高 ; 但如果前角太大,刀具的强度 降低 、散热性变 差 , 切削温度 升高 ,刀具的寿命会 降低 。因此,前角有 一个最佳值,可通过切削实验确定。 4、较大的主偏角、副偏角和较小的刀尖圆弧半径,会 使刀具的强度 降低 、刀具的散热性变 差 ,切削温 度 升高 ,使刀具寿命 降低 。 5、陶瓷刀具的寿命比硬质合金刀具寿命 长 。 6、在切削用量三要素中, 切削速度 对刀具使用寿命 影响最大,其次是 进给量 ,背吃刀量 的影响最小。
6、被加工工件材料的强度越高、硬度越大,切削温度 越 高 ,刀具的寿命就越 短 ;工件材料的塑性、韧 性越好,切削温度越 高 ,刀具的寿命越 短 ;工件材 料的导热性越好,切削温度越 低 ,刀具的寿命越 长 。
1.4 材料的切削加工性和切削液
一、衡量材料切削加工性的指标
工件材料的可切削加工性是指对某种材料进行切 削加工的难易程度。 1、以一刀具寿命T或一定寿命下的切削速度VT衡量 在相同切削条件下,加工不同的材料: 在一定的切削速度下,刀具寿命长的,则称这种 材料的切削加工性较好; 或在一定的寿命下,允许切削速度高的材料,切 削加工性较好。
3、扩散磨损 磨损机理:高温下,工件材料与刀具材料中的某 些金属元素相互扩散到对方材料中去,使刀具材料表面 的硬度下降,从而加快了刀具的磨损。 切削温度越高扩散越快;刀、工材料亲合力越大扩 散越快。 高速切削时扩散磨损是刀具磨损的主要原因。
二、刀具寿命
1、刀具寿命的概念 刀具寿命T:刀具的磨损达到规定标准前的总切 削时间,单位:min。 2、影响刀具寿命的因素 (阅读教材P.12——14,回答问题)
(二)、刀具磨损的原因
1、机械磨损(又称硬质点磨损) 现象:在后刀面上刻划出许多微小沟纹。 磨损机理:工件材料中的微小硬颗粒( TiC、TiN 等)不断刻划后刀面所造成的磨损。 低速切削、刀材较软时,磨料磨损是刀具磨损的 主要原因。
2、黏结磨损 磨损机理:工件或切屑的表面与刀具之间的黏结 点,因相对运动稳定积屑瘤以及刀具刃磨质量差 时磨损严重。
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1、车削时,( A )是主运动。 A、工件的旋转 B、车刀的移动 2、切削用量三要素包括( B )
A、切削厚度、背吃刀量及进给量 C、切削速度、切削宽度及进给量 B、切削速度、背吃刀量及进给量 D、切削速度、切削厚度及进给量
C、钻头钻孔
D、吃刀
3、将直径为Φ60mm工件一次车成为Φ52mm,则背吃刀量( B ) A、8mm B、 4mm C、 2mm D、5mm 4、( B )是衡量主运动大小的参数。 A、进给速度 B、 切削速度 C、背吃刀量
1.3 刀具磨损和刀具寿命
刀具在切削过程中与切屑、工件之间产生剧烈的挤压、 摩擦,从而产生磨损。刀具磨损后,会缩短刀具的使用时间, 降低加工表面质量,增加刀具材料的损耗,因此,刀具磨损 是影响生产效率、加工质量和成本的一个重要因素。 单位切削力可达到每平方毫米200公斤; 硬质合金刀具切削温度可达到800度以上;
一、刀具的磨损形式和磨损原因
(一)刀具磨损形式 一般来说,刀具失效形式为: 磨损:正常工作时逐渐产生的损耗; 前刀面磨损; 后刀面磨损; 边界磨损。 破损:突发的破坏,随机 产生的,如崩断,卷刃等。
1、前刀面的磨损
加工塑性材料时,切削速度较高,进给量较大时, 在高温高压作用下,切屑将在刀具前刀面上逐渐磨出 一个月牙形凹窝,常被称为月牙洼磨损。
2、以切削力或切削温度来衡量 在相同切削条件下,加工不同的材料:
凡切削力大、切削温度高的材料加工性差;反之, 加工性好。
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