数控机床刀具寿命

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,数控机床刀具,切削热和刀具寿命,切削热和切削温度,1.切削热的来源与传出,图3-29 切削热的来源与传出,切削热和切削温度,1.切削热的来源与传出,式中,Q,单位时间产生的热量，单位：J/s；,Fc,切削力，单位：N；,vc,切削速度单位：,m/s,。,切削热和切削温度,1.切削热的来源与传出,不同切削速度下的热量传出比例,切削热和切削温度,1.切削热的来源与传出,加工方法,切屑,工件,刀具,车削,5080%,1040%,5%,铣削,70%,50%,15%,磨削,4%,80%,12%,切削热和切削温度,2.切削温度的分布,a）法平面内的切削温度分布 b）刀具前面上的切削温度分布,切削温度的分布,切削热和切削温度,3.影响切削温度的主要因素,(1),工件材料,工件材料的强度、硬度越高，总切削力越大，单位时间内产生的热量越多，切削温度也就越高。,工件材料的导热性好，从切屑和工件传出的切削热相应增多，切削区的平均温度降低。,例如，合金结构钢的强度普遍高于,45,钢，而导热系数又一般均低于,45,钢，所以切削合金结构钢的切削温度高于切削,45,钢的切削温度。,3.影响切削温度的主要因素,(2),切削用量,在切削用量中，,切削速度对切削温度的影响最大。,。,3.影响切削温度的主要因素,(2),切削用量,3.影响切削温度的主要因素,综上所述，切削用量对切削温度的影响程度以切削速度为最大，进给量次之，背吃刀量最小。,因此，若要切除给定的余量，又要求切削温度较低，则在选择切削用量时，应优先考虑采用大的背吃刀量，然后选择一个适当的进给量，最后再选择合理的切削速度。,上述切削用量选择原则是从最低切削温度出发考虑的，这也是制订零件加工工艺规程时，确定切削用量的原则。,3.影响切削温度的主要因素,(3),刀具几何参数,1）,前角,2）,主偏角,3.影响切削温度的主要因素,(4),切削液,刀具磨损与刀具寿命,刀具失效,刀具磨损,刀具破损,刀具磨损与刀具寿命,1.刀具磨损的形式,车刀典型磨损形式示意图,刀具磨损与刀具寿命,2.刀具磨损的原因,(1)擦伤磨损,（任何切削温度）,(2)粘结磨损,(3)扩散磨损,（高速切削）,(4)氧化磨损,（高速切削）,刀具磨损与刀具寿命,2.刀具磨损的原因,(1)擦伤磨损,(2)粘结磨损,(3)扩散磨损,(4)氧化磨损,切削温度对磨损影响的示意图,擦伤磨损,粘结磨损,扩散磨损 氧化磨损,刀具磨损与刀具寿命,3.刀具磨损过程及磨钝标准,(1)刀具的磨损过程,图3-38 硬质合金车刀的典型磨损曲线,YD05-30CrMnSiA；,go,=4,，,a,o,=8,，,k,r,=,45,，,l,s,=,-4,；,vc,=150m/min，,f,=0.2mm.r，,asp,=0.5mm,刀具磨损与刀具寿命,3.刀具磨损过程及磨钝标准,(2)刀具的磨钝标准,刀具允许达到的最大的磨损量，称为“磨钝标准”。,对于一般刀具，常以,后面磨损带高度,VB,的允许极限值,作为磨钝标准，,定尺寸刀具和自动化生产中的精加工刀具，常以,径向磨损量,NB,的允许值,作为磨钝标准。,刀具磨损与刀具寿命,3.刀具磨损过程及磨钝标准,(2)刀具的磨钝标准,图3-39 车刀的径向磨损,（2）刀具的磨钝标准,1）,精加工,VB,0.1 mm,0.3mm,；,粗加工,VB,0.6 mm,0.8mm,。,2）,工艺系统刚性较差时，应规定较小的磨钝标准；,3）,粗车钢件，特别是粗车合金钢和高温合金时，磨钝标准要比粗车铸铁时取得小些。,4）加工同一种工件材料时，硬质合金刀具的磨钝标准要比高速钢刀具取得小些。,刀具磨损与刀具寿命,4.刀具寿命,(1)定义,刃磨或换刃后的刀具，自开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止的切削时间，称为刀具寿命，符号用,T,，单位用min或s。,刀具磨损与刀具寿命,4.刀具寿命,(2)刀具寿命与切削用量的关系,式中，,Cv,、,CT,是与切削条件有关的常数；,m,、,n,、,p,为指数其值为：,刀具磨损与刀具寿命,4.刀具寿命,(2)刀具寿命与切削用量的关系,例如，当用硬质合金车刀车削,s,b,=0.65GPa的中碳钢时，切削用量与刀具寿命的关系为：,刀具磨损与刀具寿命,4.刀具寿命,(2)刀具寿命与切削用量的关系,切削用量对刀具寿命,T,的影响程度与切削用量对切削温度,的影响程度是一致的，切削速度对刀具寿命的影响最大，其次是进给量，背吃刀量的影响很小。,刀具磨损与刀具寿命,4.刀具寿命,(2)刀具寿命与切削用量的关系,制订工艺规程时，如果既要保证较长的刀具寿命，又要追求较高的切削效益，那么，确定切削用量就应该遵循下列原则：,采用尽可能大的背吃刀量，采用能满足已加工表面粗糙度要求的尽可能大的进给量，再根据所确定的刀具寿命值，按切削用量与刀具寿命的关系公式计算切削速度。,