三、刀具磨损的过程
1.初期磨损(AB段) 2. 正常磨损(BC段) 3. 剧烈磨损(CD 段)
经过正常磨损阶段后,刀具切削刃明显变 钝,致使切削力增大,切削温度升高,刀具进入 剧烈磨损阶段。 剧烈磨损使刀具失去正常
的切削能力,继续使用将使工件表面质量明 显下降,刀具磨损量也明显加快 。 使用刀具 时,应避免使刀具的磨损进入这一阶段 。
后面磨损量是不均匀 的,在刀尖部分,由 于强度和散热条件差,磨损较严重;在切削刃 靠近待加工表面部分,由于加工硬化或毛坯 表层缺陷,磨损也较严重;在切削刃中部磨损 比较均匀 。 后面磨损形成后角为零的棱面, 通常用棱面的平均高度 VB表示后面磨损程 度。
3.前、后面磨损
在粗加工或半精加工塑性金属时,以及加 工带有硬度的铸铁件时,常发生前面和后面 都磨损的情况(图4_18c) 。 这种磨损形式比 较常见,由于后面磨损的棱面高度便于测量, 故前、后面磨损亦用 VB表示其磨损程度 。
当棱边过窄时,会引起崩刃 。 其磨损程 度一般以月牙洼深度 KT表示 。 这种磨损形 式比较少见,一般是由于以较大切削速度和
切削厚度加工塑性金属所形成的带状切屑 滑过前面所致。
2.后面磨损
切削铸铁等脆性金属或以较低的切削速 度和较小的切削厚度切削塑性金属时,磨擦 主要发生在工件过渡表面与刀具后面之间, 刀具磨损也就主要发生在后面(图4-18b) 。
因此,为了保证刀具达到所规定的耐用度, 必须合理地确定切削速度 。 通常,刀具耐用 度大,则表示刀具磨损得慢,因此,凡影响刀具 磨 损 的因素,必然影响刀具耐用度 。
以上磨损是由于正常原因所引起的,称 为正常磨损。 而在实际生产中,由于冲击、 振动、热效应和过大的切削力等异常原因 导致刀具的崩刃 、巻刃或刀片碎裂等形式
的损坏,称为非正常磨损。 这种磨损是随机 的,故应及时解决。
二、 刀具磨损的原因
刀具磨损与一般机械零件的磨损不同,有 两点比较特殊,其一是刀具前面所接触的切 屑和后面所接触的工件都是新生表面,不存 在氧化层或其他污染;其二是刀具的摩擦是 在高温、高压作用下进行的 。 对于一定的 刀具材料和工件材料,切削温度对刀具的磨 损具有决定性的影响,温度越高,刀具磨损越 快。
五、刀具耐用度
刀具由刃磨后开始切削一直到磨损量达 到磨钝标准为止的总切削时间(即刀具两次 刃磨之间实际进行切削的总时间) ,称为刀具 耐用度,用符号 T表示,单位是 min。
刀具寿命是指一把新刀从投入切削起,到 报废为止实际切削的总时间,其中包括该刀 具的多次重磨。
因此,刀具寿命等于该刀具的刃磨次数 (包括新刀开刃)乗以刀具耐用度。
一般情况下,刀具后面都会磨损,且后面磨 损量VB的测量也比较方使,因此,常根据后面 磨损量来制订刀具的磨钝标准,即用刀具后 面磨损带宽度 VB 的最大允许磨损尺寸作为 刀 具的磨钝标准。在不同的加工条件下,磨 钝标准是不同的。例如,粗车中碳钢 VB=0.60. 8 mm,粗车合金钢 VB=0.4-0.5 mm,精加工 VB=0. 1-0.3 mm等。
四、刀具磨钝标准
刀具磨损量的大小将直接影响切削力和 切削温度的增加,并使工件的加工精度和表 面质量降低。 因此,操作者可根据观察切屑 的颜色和形状的变化、工件表面粗糙度的 变化以及加工过程中所发生的不正常声响 等来判断刀具是否已磨钝。 在自动化生产 中,也可以根据切削力的大小或切削温度的 高低来判断刀具是否钝化。
4.2 刀具寿命及其影响因素
一、 刀具磨损的形式
在切削过程中,前面、后面经常与切屑、 工件接触 ,在接触区里会发生剧烈的摩擦;同 时,伴随着很高的温度和压力 。 因此,刀具的 前面和后面都会产生磨损,如图4-18所示 。
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1.前面磨损
前面磨损是指在离主切削刃一小段距高 处形成月牙洼,故又称月牙洼磨损(图4-18a) 。 其中心处温度最高, 凹陷亦最深。 随着磨损 的增加,月牙洼逐渐加深加宽,但主要是加深, 加宽很轻，并且向主切削刃方向扩展比向 后扩展缓慢 。
影响刀具耐用度的因素很多,如工件材料 的强度和硬度高、导热性差,将会降低刀具
耐用度。刀具材料切削性能好、合理选择 刀具几何角度、減小刀具表面粗糙度等,可 提高刀具耐用度。 此外,切削用量对刀具耐 用度也有影响 。
在影响刀具耐用度的诸多因素中,切削速 度是关键因素。 这是因为增大切削速度,切 削温度就会上升,而且工件与刀具前面、后 面的划擦次数和粘结现象都会增加,从而加 剧了刀具的磨损 使刀具耐用度下降 。