《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

机械加工刀具磨损与寿命研究1.引言机械加工是现代工业中不可或缺的一环，而刀具作为机械加工的重要工具之一，直接影响着加工质量和效率。

然而，在长期使用中，刀具会出现磨损现象，导致切削效果下降，甚至失效。

因此，研究机械加工刀具的磨损与寿命变得至关重要。

2.切削刀具的分类切削刀具是机械加工中常用的工具，其种类繁多。

根据形状和用途的不同，可以将切削刀具分为多种类型，例如刀片、立铣刀、钻头等。

每种切削刀具在使用过程中都会产生不同程度的磨损。

3.刀具的磨损原理切削刀具在加工过程中主要受到磨粒、热量和机械应力的影响，导致刀具表面产生磨损。

磨粒是加工材料中形成的硬颗粒，会与刀具表面发生摩擦和冲击，造成刀具磨损。

热量的产生会引起切削刀具的热膨胀和冷却不均，使刀具表面受到热弹性变形和热疲劳，从而导致刀具磨损。

机械应力由于切削力和切削阻力引起，会加剧切削刀具的磨损。

4.常见的刀具磨损类型（1）切削刃磨损：刀具的切削刃直接与工件接触，在加工过程中容易产生磨损。

切削刃的磨损主要有刀面磨损、刀刃磨损和刀尖磨损等。

（2）刀柄磨损：刀柄在加工过程中也会受到切削力和机械应力的影响，从而产生磨损。

刀柄的磨损会影响刀具的稳定性和加工精度。

（3）涂层磨损：一些刀具表面常涂覆一层涂层以增强其硬度和耐磨性。

然而，长时间的使用会导致涂层磨损，降低刀具的使用寿命。

5.刀具寿命的评定方法刀具寿命的评定方法有很多种，常见的有经验评定法、检测法和数学模型法。

（1）经验评定法：通过工人的经验和感觉判断刀具的磨损情况，从而确定刀具寿命。

这种方法简单直观，但是受主观因素的影响较大。

（2）检测法：利用仪器设备对刀具磨损进行定量检测，以此来评定刀具的寿命。

这种方法可以较精确地判断刀具磨损程度，但是设备成本较高。

（3）数学模型法：通过建立数学模型，结合实验数据和理论计算，预测刀具寿命。

这种方法可以较准确地预测刀具寿命，但需要依赖大量的实验和数据处理。

6.提高刀具寿命的方法为了延长刀具的寿命，可以采取以下措施：（1）选择适当的刀具材料：不同材料的刀具具有不同的硬度和耐磨性，选择合适的刀具材料可以降低磨损速度。

国家开放大学电大《机械制造根底》机考5套标准试题及答案2国家开放大学电大《机械制造根底》机考5套标准试题及答案考试时长：60分钟总分：100分第一套一、判断题〔每题2分，共30分〕1.硬度是指金属材料抵抗其他物体压入其外表的才能。

正确答案：F 2.冲击韧性是指金属材料在静载荷作用下抵抗破坏的才能。

正确答案：F 3.钢淬火后在300℃左右回火时，易产生不可逆回火脆性，为防止它，一般不在250~350℃范围内回火。

正确答案：T 4.灰铸铁在工业上应用于制造承受压力、要求耐磨和减振的零件。

正确答案：T 5.焊条的直径和长度是以焊芯的直径和长度来表示的。

正确答案：T 6.平键与键槽和轮毂槽的配合采用基孔制配合。

正确答案：F 7.除轮廓度以外，各种形状公差带的位置都是浮动的。

正确答案：T 8.外表粗糙度对配合没有影响。

正确答案：F 9.进给量指工件或刀具每转一转时，两者沿进给方向的绝对位移。

正确答案：F 10.刀具寿命是指一把新刀从开场切削到第一次刃磨时之间的切削时间。

正确答案：F 11.材料的切削加工性是指对某种材料进展切削加工的难易程度。

正确答案：T 12.特种加工中工具的硬度可以低于被加工材料的硬度。

正确答案：T 13.在一定条件下是允许采用过定位的。

正确答案：T 14.夹紧力应尽可能靠近加工外表。

正确答案：T 15.加工高精度外表时所用的定位基准称为精基准。

正确答案：F 二、单项选择题〔每题3分，共45分〕1.常用的塑性判断根据是〔〕。

正确答案：伸长率和断面收缩率 2.在小能量屡次冲击条件下，其冲击抗力要取决于材料的〔〕。

正确答案：强度和塑性 3.正火与退火相比〔〕，节约能，操作方便，并可获得较好的力学性能。

正确答案：周期短 4.灰铸铁中的碳主要是以形式存在。

正确答案：片状石墨 5.锻造前对金属进展加热，目的是。

正确答案：进步塑性 6.配合是指根本尺寸一样的，互相结合的孔、轴的之间的关系。

正确答案：尺寸公差带 7.位置度公差属于〔〕。

机械加工刀具磨损分析与寿命预测在机械加工过程中，刀具磨损是不可避免的问题。

刀具磨损会导致加工质量下降、加工速度下降和刀具寿命缩短等一系列问题。

因此，磨损分析和寿命预测对于提高加工效率和降低成本具有重要意义。

一、磨损分析机械加工刀具磨损主要表现为刀具前角磨损、切削刃磨损和切削刃倔强磨损等形式。

其中，刀具前角磨损是最常见的问题之一。

刀具前角磨损会导致刀具进给力增大、切削温度升高和刀具寿命减少。

通过对磨损形貌的分析，可以确定刀具磨损的原因和机制。

常见的磨损原因包括切削材料的硬度、材料的切削性能、切削速度、进给速度等因素。

二、寿命预测刀具寿命预测是一项复杂的任务。

预测刀具的寿命需要考虑多种因素，如刀具材料、切削条件、磨损机制等。

目前，常用的寿命预测方法有经验公式法、统计学方法和数值模拟方法等。

经验公式法是根据实际加工经验总结出的一种刀具寿命计算方法。

这种方法简单易行，但准确度不高，适用性有一定限制。

统计学方法是通过大量的试验数据统计分析，得出刀具寿命和刀具参数之间的关系。

这种方法具有较高的精度和可靠性，但需要大量的实验数据支持。

数值模拟方法是利用计算机技术进行刀具寿命预测。

通过建立刀具磨损的数学模型，可以预测刀具的寿命。

这种方法可以提供更加准确的结果，但需要专业的软件和计算资源支持。

三、刀具寿命延长措施为了延长机械加工刀具的寿命，可以采取以下措施：1. 选择合适的刀具材料：刀具材料的硬度和抗磨性直接影响刀具的寿命。

选择合适的刀具材料可以显著延长刀具的使用寿命。

2. 优化切削条件：通过调整切削速度、进给速度和切削深度等参数，可以降低刀具的磨损速度，延长刀具的寿命。

3. 合理的冷却润滑：在加工过程中，及时提供冷却润滑剂可以降低切削温度，减少刀具磨损。

4. 定期检查刀具状态：定期检查刀具磨损状态，及时更换磨损严重的刀具，可以减少因刀具磨损导致的加工质量问题。

综上所述，机械加工刀具磨损分析与寿命预测是机械加工过程中重要的研究方向。

机械加工过程中的刀具磨损与寿命分析在机械加工过程中，刀具磨损是一个常见的问题。

刀具磨损不仅会影响加工质量和效率，还会增加生产成本。

因此，了解和分析刀具磨损与寿命的规律对于优化机械加工过程具有重要意义。

1. 刀具磨损的类型与影响因素刀具磨损主要分为刃磨损和侧磨损两种类型。

刃磨损是指刀具刃部分磨损，主要受到工件材料的硬度和切削速度的影响。

侧磨损是指刀具刃部分以外的其他部分的磨损，主要受到加工过程中的切削力和切削温度的影响。

影响刀具磨损的因素有很多，包括工件材料的硬度、切削速度、进给量、刀具材料和涂层等。

硬度高的工件材料容易引起刀具磨损加快，而切削速度和进给量过大则会加剧刀具磨损。

刀具材料的硬度、韧性和耐热性也会影响刀具的寿命。

2. 刀具寿命评估方法评估刀具寿命的方法有很多种，常见的有经验法、试验法和统计法等。

经验法是根据加工经验和观察来评估刀具的寿命，虽然简单直观，但受主观因素影响较大。

试验法是通过试验来确定刀具的寿命，但需要消耗大量的刀具和时间成本，不够经济高效。

统计法是通过统计刀具使用寿命的数据来进行分析，可以较为客观地评估刀具的寿命。

3. 刀具磨损与寿命分析技术目前，刀具磨损与寿命分析方面的技术不断发展和应用。

机械加工中常用的分析技术包括显微观察、试剂检验、扫描电子显微镜和红外热成像等。

显微观察是通过放大刀具的磨损部分来观察和判断刀具的磨损程度。

试剂检验是通过化学试剂检测刀具表面的金属微量元素变化来评估刀具寿命。

扫描电子显微镜技术可以更精细地观察和分析刀具的磨损形貌。

红外热成像技术可以通过测量刀具表面的温度分布来分析刀具磨损与摩擦热的关系。

4. 刀具磨损与寿命的优化措施为了延长刀具的寿命并提高机械加工的效率，需要采取一系列的优化措施。

首先，选用合适的刀具材料和涂层，提高刀具的硬度、韧性和耐热性。

其次，合理选择切削参数，减小刀具的切削力和切削温度。

还可以加强刀具的冷却和润滑，减少切削过程中的摩擦磨损。

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形考任务一一、填空题题目1 金属材料的力学性能是指在外载荷作用下其抵制变形或破坏的实力。

题目2 强度是指金属材料在外载荷作用下，抵制塑性变形和断裂的实力。

题目3 金属材料在外载荷作用下产生断裂前所能承受塑性变形的实力称为塑性。

题目4 在铁碳合金中，莱氏体是由奥氏体和渗碳体所构成的机械混合物。

题目5 疲惫强度是表示材料经受多数次交变载荷作用而不引起断裂的最大应力值。

题目6 优质碳素结构钢的牌号有两位数字表示，这两位数字具体表示钢中含碳量是万分之几。

题目7 合金钢就是在碳钢的基础上有目的地加入确定量合金元素的钢。

题目8 橡胶按用途可分为通用橡胶和特种橡胶两大类。

题目9 常用的表面热处理工艺有表面淬火和表面化学热处理两种。

题目10 淬火前，若钢中存在网状渗碳体，应接受正火的方法予以消退，否则会增大钢的淬透性。

题目11 砂型铸造中常用的手工造型方有整模造型、分模造型、挖砂造型、活块造型等。

题目12 依据药皮所含氧化物的性质，焊条分为酸性焊条和碱性焊条两类。

题目13 冲压生产的基本工序有分别工序和变形工序两大类。

题目14 电焊条由焊芯和药皮两部分组成。

二、是非推断题题目15 冲击韧性值随温度的降低而增加。

选择一项：对错题目16 抗拉强度是表示金属材料抵制最大匀整塑性变形或断裂的实力。

选择一项：对错题目17 硬度是指金属材料抵制其他物体压入其表面的实力。

选择一项：对错题目18 金属材料在外载荷作用下产生断裂前所能承受最大塑性变形的实力称为塑性。

选择一项：对错题目19 冲击韧性值随温度的降低而减小。