1、 1 刀具磨损刀具磨损 为了避免金属切削刀具失效，第三章讲述了它的最低性能要求，即机械性能和 耐热性。刀具失效是指过量的磨损会导致刀具失去切削材料的能力。在本章中，文 章主要讲述了降低刀具磨损的累积使用特点和机制，它们是最终导致刀具被替代的 因素。在现实生产实践中，有一中表示严重磨损程度的连续谱，在这里没有什么要 考虑的和可能在实践中北描述为立即失效的两者之间没有明显的边界.在本章和上 一章节中有重复的内容。 第二章和第三种的内容表明， 金属切削刀具比普通机床轴承表面承受更大的摩 擦力、正应力、高温。在大部分情况下，没有办法避免刀具磨损，但是可以研究如 何避免加速刀具磨损的方法。刀具磨损的主要
2、因素刀具表面应力和温度（主要取决 于金属切削模式车削、铣削、转削） 、刀具和工件材料、切削速度、进给量、切 削深度和切削液的类型等。在第二章中，主要讲述了影响刀具磨损的因素的微小变 化都会导致磨损的变化。机械加工中，刀具磨损方式和磨损率对金属切削操作和切 削条件的变化同样敏感。虽然刀具磨损无法避免，但是通常情况下可以控制磨损方 式来减少刀具磨损。4.1 节中介绍了刀具磨损的主要方式。 主要介绍了机械加工的经济型。为了尽量减少制造成本，不仅需要寻找最合适 的刀具和工件材料，而且还要考虑切削刀具寿命。在刀具寿命结束时，刀具必须能 够替换或者维修以保证加工工件的精度、表面粗造度或者完整性。4.2 节
3、主要介绍 了刀具寿命的标准和估算。 4.1 刀具磨损及其分类刀具磨损及其分类 4.1.1 刀具磨损的形式刀具磨损的形式 根据刀具磨损的程度和磨损进程，刀具磨损可分为两类，即磨损和断裂。磨损 （如第二章讨论）是一种粗糙材质表面损失或者微接触，或者磨粒较小，最小至分 子或者原子的去除机理。它通常会持续进行直到断裂。另一方面，断裂是比磨损更 严重的损害，它的发生具有突然性。正如上面所说，从微磨损到严重断裂是一种连 续的损害。 图 4.1 显示了一个典型的磨损模式，在这种情况下的磨损一把硬质合金刀具 切割处于高速旋转下的金属工件。月牙洼前刀面磨损，前刀面侧翼侧边磨损和在切 削深度末端的凹口磨损，它们是
4、磨损的典型方式。磨损量可以用在 4.2 节中介绍的 VB、KT 表示。 然而磨损量随着切削材料、切削方式和切削条件的变化而变化，如图 4.2。如 2 图 4.2(a)显示月牙洼和后刀面磨损存在可疑忽略的沟槽磨损，在开机后用硬质合 金刀具切削高速旋转的 45 钢的条件下。如果改为铣削，一个有裂缝的大幅度月牙洼 磨损将成为磨损的显著特点（图 4.2（b） ） 。当陶瓷刀具车削镍基超级合金时（图 4.2 （c）项）在美国商务部线沟槽磨损是主要的磨损模式，而月牙洼和后刀面磨损几乎 可以忽略不计。图 4.2（d）给出了一个氮化硅陶瓷车削工具切削碳钢的结果。月牙 洼和后刀面磨损会在很短的时间内磨损更大。
5、在切削工件材料变为 b 相态的情况下， 大量的切削材料粘附于钛铝合金的 K 级硬质合金刀具的侧边部分，这样导致刀具磨 损断裂或者破碎。 图4.1 典型的硬质合金刀具磨损形式 （a）车削 45 碳钢 （b）端面铣削 45 碳钢 3 （c）车削铬镍铁 718 （d）车削 45 碳钢 （e）车削钛合金 典型的工具损伤观察磨损和断裂： (a)刀具：烧结碳化物 P10， v = 150 m min1,d = 1.0 mm,f = 0.19 mm rev1，t = 5 分钟; (b)刀具：烧结碳化物 P10， v = 400 m min1， d = 1.0 mm， f = 0.19mm tooth1，t
6、= 5min; (c)刀具： Al2O3/TiC 陶瓷刀具，v = 100 m min1， d = 0.5 mm，f = 0.19 mm rev1，t = 0.5 分钟;(d)刀具：Si3N4 陶瓷刀具，v = 300 m min 1，d = 1.0 mm，f = 0.19 mm rev1，t = 1 分钟; (e)刀具：烧结碳化物 P10，v = 150 m min 1 d = 0.5 mm，f = 0.1 mm rev1，t = 2 min。 4.1.2 刀具磨损的原因刀具磨损的原因 第 2.4 章概述了导致磨料，胶粘剂和化学磨损机理的一般条件。在刀具的磨损， 这些机理的重要性和发生的条件，可以按切削温度来划分，如图 4.3 所示。再图上 有三个刀具磨损的因素被确定，分别为机械磨损、热磨损和化学磨损。机械磨损包 括腐蚀、剥落、早期断裂和疲劳，它基本上与温度无关。热磨损包括塑性变形、热 扩散和作为其典型形式的化学反应，它随着温度的急剧增加。 （应当指出，热扩散 和化学反应是不是损害的直接原因。相反，它们会导致
