磨損耐用度

1、第六節(jié)第六節(jié)刀具磨損、破損和耐用度刀具磨損、破損和耐用度刀具在切削過程中將逐、漸產(chǎn)生磨損。當(dāng)?shù)毒吣p達(dá)到一定程度時，可以明顯地發(fā)現(xiàn)切削力加大，切削溫度升高，切屑顏色改變，甚至產(chǎn)生振動。同時，工件尺寸也可能會超出公差范圍，已加工表面也明顯惡化。此時，必須對刀具進(jìn)行重磨或更換新刀。刀具的磨損和耐用度關(guān)系到切削加工的效率、質(zhì)量和成本，因此它是切削加工中極為重要的問題之一；本節(jié)著重研究包括：刀具磨損的機(jī)理，延緩磨損的措施，合理耐用度的制訂，磨損

2、和耐用度的試驗(yàn)方法等等。一、刀具磨損的形態(tài)一、刀具磨損的形態(tài)在切削過程中，前刀面、后刀面經(jīng)常與切屑、工件接觸，在接觸區(qū)里發(fā)生著強(qiáng)烈的摩擦，同時，在這接觸區(qū)里又有很高的溫度和壓力。因此前刀面和后刀面隨著切削的進(jìn)行都會逐漸產(chǎn)生磨損。刀具磨損的形態(tài)及原因后果可見下表（表11）表11刀具磨損的形態(tài)刀具磨損的形態(tài)形成的原因磨損的后果前刀面磨損（月牙洼磨損）在切削速度較高、切削厚度較大的情況下加工塑性金屬，當(dāng)?shù)毒叩哪蜔嵝院湍湍バ陨杂胁蛔銜r，切屑在前

3、刀面上經(jīng)常會磨出一個月牙洼當(dāng)月牙洼擴(kuò)展到是棱邊很窄時，切削刃的強(qiáng)度大為削弱，極易導(dǎo)致崩刃。后刀面磨損由于加工表面和刀具后刀面間存在著強(qiáng)烈的摩擦，在后刀面上毗鄰切削刃的地方很快被磨出后角為零的小棱面，這種磨損形式叫做后刀面磨損在切削速度較低、切削厚度較小的情況下切削塑性金屬以及加工脆性金屬暗一觸不產(chǎn)生月牙洼磨損但都存在著后刀面磨損。在切削刃參加切削工作的各點(diǎn)上，后刀面磨損是不均勻的。從圖6—2可見，在刀尖部分(即圖a中的c區(qū))由于強(qiáng)度和散

4、熱條件較差，因此磨損較為劇烈，其最大值為VC。在切削刃靠近工件外表面處(N區(qū))，由于上道工序的加工硬化層或毛坯表面硬層的影響及其他原因，往往使與這部分材科接觸的切削刃連同該處的后刀面產(chǎn)生較大的磨損而形成缺口。該區(qū)域的磨損量以VN表示。在參與切削的切削刃中部(B區(qū))，其磨損比較均勾。這部分的磨損，以VB表示平均磨損值，以表示最大磨損值。maxVB3大。冷焊磨損切削時，切屑、工件、后刀面之間，存在很大的壓力和強(qiáng)烈的摩擦因而他們之間會產(chǎn)生冷焊

5、粘結(jié)，由于摩擦副之間的相對運(yùn)動冷焊結(jié)將產(chǎn)生破裂被一方帶走從而造成冷焊磨損工件材料或切屑的硬度較刀具材料的硬度為低，冷焊結(jié)的破裂往往發(fā)生在工件或切屑這一方。但由于交變應(yīng)力、接觸疲勞、熱應(yīng)力以及刀具表層結(jié)構(gòu)缺陷答原因，冷焊結(jié)的破裂也可能發(fā)生在刀具這一方，刀具材料的顆粒被切屑或工件帶走，從而造成刀具磨損。冷焊磨損一般在中等偏低的切削速度下比較嚴(yán)重。脆性金屑比塑性金屬的抗冷焊能力強(qiáng)，相同的金屬或晶格類型、品格間距、電子密度、電化學(xué)性質(zhì)相近的金屬

6、，其冷焊傾向大，多相金屬比單相金屬冷焊傾向?。唤饘倩衔锉葐蜗喙倘荏w冷焊傾向?。换瘜W(xué)元素周期表中B族元素與鐵的冷焊傾向小。在高速鋼刀具的正常工作速度和硬質(zhì)合金刀具偏低的工作速度下，正能滿足產(chǎn)生冷焊的條件，故此時冷焊磨損所占的比重較大。提高切削速度后，硬質(zhì)合金刀具冷焊磨損減輕。擴(kuò)散磨損擴(kuò)散磨損是在高溫下產(chǎn)生的。切削金屬時，切屑、工件、刀具接觸過程中，雙方的化學(xué)元素在固態(tài)下相互擴(kuò)散，改變了原來的材料與結(jié)構(gòu)，使刀具材料變得脆弱，從而加劇了刀具

7、的磨損擴(kuò)散磨損往往與冷焊磨損、磨料磨損同時產(chǎn)生，此時磨損率很高。離切削刃有一定距離處的前刀面上溫度最高，該處的擴(kuò)散作用最強(qiáng)烈，于是在該處形成月牙洼。高速鋼刀具的工作溫度較低，故其擴(kuò)散磨損歷占的比重遠(yuǎn)小于硬質(zhì)合金刀具。除刀具、工件材料自身的性質(zhì)以外，溫度是影響擴(kuò)散磨損的最主要的因素。氧化磨損當(dāng)切削溫度達(dá)700—800時，空氣中的氧便與硬質(zhì)合金中的鈷及碳化鎢、碳化鈦等發(fā)生氧化作用，產(chǎn)生較軟的氧化物(如、CoO、43OCo、等）被切3WO2T

8、iO屑或工件擦掉而形成磨損，稱為氧化磨損。一般，空氣不易進(jìn)入刀—屑接觸區(qū)，氧化磨損最容易在主、副切削刃的工作邊界處形成，在這里的后刀面(有時在前刀面)上劃出較探的溝槽(圖67這是造成“邊界磨損”的原因之一。氧化磨損與氧化膜的粘附強(qiáng)度有關(guān)，粘附強(qiáng)度越低，則磨損越快；反之則可減輕這種磨損熱電磨損工件、切屑與刀具由于材料不同，切削時在接觸區(qū)將產(chǎn)生熱電勢，這種熱電勢有促進(jìn)擴(kuò)散的作用而加速刀具磨損。這種在熱電勢的作用下產(chǎn)生的擴(kuò)散磨損，稱為‘熱電磨