劳动版《金属切削原理与刀具》课件 模块二 切削加工的主要规律 任务三 刀具磨损

金属切削原理与刀具 （第二版） 金属切削原理与刀具（第二版） 目录 CONTENTS 模块一 金属切削与刀具基本知识 模块二 切削加工的主要规律 模块三 切削加工质量与效率 模块四 车刀 模块五 铣刀 模块六 孔加工与螺纹刀具 模块七 砂轮 模块八 数控机床刀具与数控工具系统 金属切削原理与刀具（第二版） 任务三 刀具磨损 知识点： ◎刀具磨损原因及刀具磨损形态。 ◎刀具磨损过程及磨钝标准。 ◎刀具寿命。 能力点： ◎能合理选择刀具寿命。 金属切削原理与刀具（第二版） 一、任务提出 切削过程中的刀具（或刀片），在去除工件切削层的同时，会受到工件与切屑的作用而产生磨损，并伴有各种现象出现，如产生火花、振动、啸音等。刀具严重磨损时，会缩短刀具使用时间、恶化加工表面质量、增加刀具材料损耗，甚至发生安全事故。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。那么，该如何控制刀具的磨损呢？ 金属切削原理与刀具（第二版） 二、任务分析 要控制刀具磨损，必须从刀具磨损机理或原因入手，通过刀具磨损形态的分析及切削实验，找出刀具磨损的影响因素及影响规律，制定合理的刀具磨钝标准。 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 刀具磨损与机械、热和化学作用密切相关。总体来说，可归纳为磨粒磨损、黏结磨损、相变磨损、扩散磨损和氧化磨损五个方面。 （1）磨粒磨损 磨粒磨损是工件或切屑上的硬质点在刀具表面上刻划造成的刀面磨损。刀具必须具有较高的硬度，较多、较细和均匀分布的硬质点，才能提高刀具的耐磨性。 磨粒磨损在各种切削速度下均存在。它是低速情况下刀具磨损的主要原因。 1、刀具磨损原因 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 （2）黏结磨损 因相对运动，刀具表面局部强度较低的微粒会被切屑或工件黏结带走，由此造成的刀具磨损称为黏结磨损，也称冷焊磨损。 黏结磨损不仅与切削温度有关，而且与刀具材料及工件材料两者的化学成分有关。 黏结磨损是硬质合金刀具在以中等偏低切削速度切削时刀具磨损的主要原因之一。通过控制切削温度、改善刀具表面质量和润滑条件可减轻黏结磨损。 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 （3）相变磨损 相变磨损是由于刀具上最高温度超过刀具材料相变温度时，刀具表面金相组织发生变化。 相变磨损是造成高速钢刀具急剧磨损的主要原因。 （4）扩散磨损 扩散磨损是指在高温切削时，刀具与工件之间的合金元素相互扩散置换，改变了材料原来的成分与结构，使刀具材料的物理、力学性能降低从而造成的刀具磨损。 扩散磨损速度主要与切削温度、刀具材料的化学成分有关。 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 （5）氧化磨损 氧化磨损是硬质合金中的碳化物和黏结剂被氧化造成的磨损。氧化磨损发生在高温情况下的切削刃工作边界处。 从刀具磨损的原因分析可知，影响刀具磨损的主要因素是切削温度和机械摩擦 , 其中切削温度对刀具磨损具有决定性的影响。 控制切削温度是减少刀具磨损的重要途径。 对于不同的刀具材料，磨损的具体原因不同。 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 刀具磨损失效可分为正常磨损和非正常磨损两种。所谓正常磨损，是指切削过程中刀具前、后面在高温、高压下产生的正常磨钝现象。所谓非正常磨损，是指刀具在切削过程中突然或过早产生损坏的现象，如破损（崩刃）、卷刃、热裂、塌陷等。 通常刀具在正常磨损时的磨损形态有前面磨损、后面磨损和边界磨损（侧面磨损），如图所示。 2、刀具磨损形态 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 （1）前面磨损 前面磨损产生部位为刀具前面，磨损面变形特征为在前面上形成月牙洼，常被称为月牙洼磨损，磨损值常以月牙洼的最大深度（KT）表示。 前面磨损会削弱切削刃强度，降低加工质量。 （2）后面磨损 后面磨损产生部位为刀具后面，磨损面变形特征为在后面上形成了后角为 0°的棱面。通常分为三个区，即靠近刀尖部分的 C 区、靠近工件外表皮处的 N区和中间部分的 B 区。 后面磨损会引起切削力增大，切削温度升高，降低加工质量。 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 （3）边界磨损 边界磨损发生在后面的刀具、工件接触边缘处，形状通常为一狭长沟槽，也称为沟槽磨损。 以较高的切削速度、较大的切削层厚度（hD>0.5 mm）加工塑性材料时易产生前面磨损；以较低的切削速度、较小的切削层厚度（hD<0.1 mm）加工塑性材料时易产生后面磨损；切削脆性金属材料时，只发生后面磨损。 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 （1）刀具磨损过程 正常磨损情况下，刀具磨损量随切削时间增多而逐渐增大。以后面磨损为例，其典型磨损曲线如图所示。 3、磨损过程及磨钝标准 刀具磨损过程大致分为三个阶