刀具磨損與刀具壽命

　　刀具磨損有后刀面磨損(VB)、前刀面磨損(月牙洼KT)、邊界磨損(VN)及刀尖磨損(VC)、徑向磨損(NB)等。人們研究后刀面磨損VB最多。一般，以VB為刀具磨損標準。

圖1 車刀磨損部位及形狀

　　刀具磨損的原因有：(1)磨粒磨損，(2)粘結(冷焊)磨損，(3)擴散磨損，(4)氧化磨損，(5)熱電磨損等。圖17為切削速度對刀具磨損強度的影響。由圖2可見，當切削速度很高時，以擴散和氧化磨損為主。

圖2 切削速度對刀具磨損強度的影響

　　刀具典型磨損曲線如圖3所示。

圖3 刀具磨損曲線

　　以后刀面磨損到一定大小為標準，可以建立刀具壽命T與切削速度v 之間的關系式，即T- v曲線(即泰勒Taylor方程)：

　　v=A/Tm , 或 T=c/ v z

　　還可以建立擴大的泰勒方程：

　　v=C v /(Tm、apx、f y)

　　常速下，用YT15刀具車削45鋼，一般m=0.2，x=0.15，y=0.45

　　高速切削下，人們在這方面做的試驗工作很不夠，較多地觀察刀具磨損形貌，很少見磨損曲線和T- v 曲線。擴大的泰勒方程則更加缺少。

　　在高速切削中，刀具材料及刀具的制造質量、工件材料的性能、機床狀況和工藝條件等不可能固定不變，而是隨機變化，從而影響到刀具使用壽命。一般，正常磨損下刀具壽命的變化和分布服從正態(tài)分布(圖4)。破損情況下刀具壽命的變化和分布服從對數正態(tài)分布或威布爾(Weibull)分布。高速切削中，應十分重視刀具壽命的穩(wěn)定性，然而對刀具壽命的分布規(guī)律還沒有認真研究。

　　刀具正常磨損壽命的分布一般服從正態(tài)分布

　　f ( T ) =

　　刀具破損磨損壽命的分布一般服從對數正態(tài)分布

　　f ( T ) =

　　或威布爾分布

　　f ( T ) =

圖4 刀具正常磨損下的壽命分布