《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。