刀具磨损与刀具寿命

　　刀具磨损有后刀面磨损(VB)、前刀面磨损(月牙洼KT)、边界磨损(VN)及刀尖磨损(VC)、径向磨损(NB)等。人们研究后刀面磨损VB最多。一般，以VB为刀具磨损标准。

图1 车刀磨损部位及形状

　　刀具磨损的原因有：(1)磨粒磨损，(2)粘结(冷焊)磨损，(3)扩散磨损，(4)氧化磨损，(5)热电磨损等。图17为切削速度对刀具磨损强度的影响。由图2可见，当切削速度很高时，以扩散和氧化磨损为主。

图2 切削速度对刀具磨损强度的影响

　　刀具典型磨损曲线如图3所示。

图3 刀具磨损曲线

　　以后刀面磨损到一定大小为标准，可以建立刀具寿命T与切削速度v 之间的关系式，即T- v曲线(即泰勒Taylor方程)：

　　v=A/Tm , 或 T=c/ v z

　　还可以建立扩大的泰勒方程：

　　v=C v /(Tm、apx、f y)

　　常速下，用YT15刀具车削45钢，一般m=0.2，x=0.15，y=0.45

　　高速切削下，人们在这方面做的试验工作很不够，较多地观察刀具磨损形貌，很少见磨损曲线和T- v 曲线。扩大的泰勒方程则更加缺少。

　　在高速切削中，刀具材料及刀具的制造质量、工件材料的性能、机床状况和工艺条件等不可能固定不变，而是随机变化，从而影响到刀具使用寿命。一般，正常磨损下刀具寿命的变化和分布服从正态分布(图4)。破损情况下刀具寿命的变化和分布服从对数正态分布或威布尔(Weibull)分布。高速切削中，应十分重视刀具寿命的稳定性，然而对刀具寿命的分布规律还没有认真研究。

　　刀具正常磨损寿命的分布一般服从正态分布

　　f ( T ) =

　　刀具破损磨损寿命的分布一般服从对数正态分布

　　f ( T ) =

　　或威布尔分布

　　f ( T ) =

图4 刀具正常磨损下的寿命分布