【正文】 刀具壽命 T之間存在著如下關(guān)系： cv pa favCTpcT? 從式（ ）中切削用量各要素的指數(shù)值可以看出，在切削用量三要素中，對(duì)刀具壽命影響最大的是切削速度，其次是進(jìn)給量，影響最小的背吃刀量。 、 、 —— 刀具壽命指數(shù)，分別表示切削用量要素中、 f、對(duì)刀具壽命的影響程度，一般 ＞ ＞ 。對(duì)于同一種材料的切削加工，當(dāng)?shù)毒叩牟牧虾蛶缀螀?shù)確定之后，對(duì)刀具壽命影響最大的是切削用量。 從刀具第一次投入使用直至完全報(bào)廢所經(jīng)歷的總的切削時(shí)間，稱為 刀具的總壽命。 刀具壽命是指 一把刃磨好的新刀從開始切削一直到磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)前所經(jīng)歷的 總的切削時(shí)間 （單位為min，用 T來表示）。在切削時(shí)工件表層中的氧化皮、冷硬層及其硬雜質(zhì)對(duì)氧化膜產(chǎn)生連續(xù)摩擦的作用，使刀面上產(chǎn)生氧化磨損。 在一定溫度下，刀具材料與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在刀具表面形成一層硬度較低的化合物而被切屑帶走。硬質(zhì)合金刀具在高溫、高壓狀態(tài)下切削也會(huì)因產(chǎn)生塑性變形而失去切削性能。 （ 4）相變磨損。 在高溫作用下，工件與刀具材料中合金元素相互擴(kuò)散置換。使刀具表面局部強(qiáng)度較低的微粒材料被切屑帶走。 （ 2）黏結(jié)磨損（亦稱冷焊磨損）。 在工件材料中含有氧化物、碳化物和氮化物等硬質(zhì)點(diǎn)，在鑄、鍛工件表面上存在著硬夾雜物和在切屑、加工表面上粘附著硬的積屑瘤殘片，這些硬質(zhì)點(diǎn)（磨粒）對(duì)刀具表面產(chǎn)生摩擦和刻劃作用致使刀面磨損。 在實(shí)際生產(chǎn)中，常根據(jù)切削時(shí)突然發(fā)生的現(xiàn)象，如振動(dòng)產(chǎn)生、已加工表面質(zhì)量變差、切屑顏色改變、切削噪聲明顯增加等來決定是否磨刀或更換刀刃；精加工時(shí)常根據(jù)刀具磨損是否影響表面粗糙度和尺寸精度作為磨損標(biāo)準(zhǔn)。 加工條件不同，磨鈍標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)不同。 必須提醒： 在到達(dá)急劇磨損前應(yīng)及時(shí)磨刀或換刀。 當(dāng)?shù)毒吣p達(dá)到一定限度后，已加工表面粗糙度變差，刀具切削性能下降，切削溫度升高，磨損量 VB急劇增大，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)、噪聲等。隨著切削時(shí)間的延長(zhǎng)，磨損量 VB將逐漸加大。 2）正常磨損階段（ Ⅱ ）。 因刀具新刃磨的表面粗糙不平，殘留砂輪痕跡，開始切削時(shí)很快將刀面上的刃磨痕跡磨去。 造成刀具破損的原因： ① 刀具材料選擇不合理； ② 刀具結(jié)構(gòu)、制造工藝不合理； ③ 刀具幾何參數(shù)不合理； ④ 切削用量選擇不當(dāng)； ⑤ 刀具刃磨或使用操作不當(dāng)。 4）熱裂。 3）剝落。 2）崩刃。 1）塑性變形。 副切削刃在形成已加工表面過程中，副后面受到摩擦而形成磨損。 在切削塑性材料、切削厚度與前兩者比較屬居中時(shí)，常出現(xiàn)前后面同時(shí)磨損的形式，常在主切削刃靠近工件外皮處及副切削刃靠近刀尖處磨出深溝。 在切削塑性材料時(shí)，若切削速度和切削厚度都較大，摩擦大且溫度和壓力都高，切屑在流出過程中在刀具前面上切削刃附近摩擦出一段月牙洼形的凹坑。 加工表面與刀具后面間存在強(qiáng)烈摩擦，在后面上切削刃附近被磨出一段后角為零的小棱面。是指刀具材料的微粒被工件或切屑帶走而產(chǎn)生的磨損。刀具過早磨損將影響切削過程和生產(chǎn)效率。 除了采取上述措施外，還可通過改善材料的切削加工性、控制刀具的磨損、采用斜刃切削等措施來降低切削溫度。 合理使用切削液對(duì)降低切削溫度、減小刀具磨損、提高已加工表面質(zhì)量效果明顯。刀尖圓弧半徑增大，刀具切削刃的平均主偏角減小，刀具的散熱條件變好，切削溫度降低；選用負(fù)的刃傾角和磨制負(fù)倒棱均能增大散熱面積，降低切削溫度。主偏角減小，使切削變形和摩擦增加，產(chǎn)生的切削熱增加，但減小后，因刀頭體積增大，切削寬度增大，故散熱條件改善。工件上最高溫度在近切削刃處，它的平均溫度較刀具上最高溫度點(diǎn)低 20～ 30倍。 C?700C?900 （ 6） 材料導(dǎo)熱系數(shù)越低，刀具前、后面上的溫度越高。 （ 4） 切屑底層上的溫度梯度很大。在后面上離切削刃約 。由圖 ，離切削刃1mm處的最高溫度約為 。 Q （ 1） 刀 — 屑接觸面摩擦大，熱量不易傳散，故產(chǎn)生的溫度值最高。熱傳導(dǎo)效果還與刀具和工件材料的導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān)，導(dǎo)熱系數(shù)高的，熱傳導(dǎo)效果就好，切削區(qū)溫度降低就快。熱量傳散的比例與切削速度有關(guān)，切削速度增加時(shí)，由摩擦而生成的熱量增多，但切屑帶走熱量的比例也增加，傳給刀具熱量的比例相對(duì)減少，傳給工件熱量的比例更少。 切削熱 向切屑、刀具、工件和周圍介質(zhì)（空氣或切削液）中傳散。切削熱使得工件和機(jī)床產(chǎn)生熱變形，降低零件的加工精度和表面質(zhì)量，還對(duì)刀具磨損產(chǎn)生決定性的影響。在相同的切削條件下，選用陶瓷刀具的切削力最小，硬質(zhì)合金刀具的切削力次之，高速鋼刀具切削力最大。切削時(shí)澆注合適的切削液，能使刀具、工件與切屑接觸面間摩擦減小，因而能顯著地減小切削力。刀尖圓弧半徑增大，切削變形增大，使切削力增大。尤其是加工材料的韌性、延伸率越高，增大前角使切削力下降更為顯著。切削脆性材料（如灰鑄鐵）時(shí)，其切削力較小。通常工件材料的強(qiáng)度和硬度越高，所產(chǎn)生的切削力也越大。如果刀具材料和機(jī)床性能允許，采用高速切削，既能提高生產(chǎn)效率，又使得切削力減小。 pa 切削速度對(duì)切削力的影響不大，加工塑性金屬時(shí)，切削速度主要是由于積屑瘤影響實(shí)際工作前角和摩擦系數(shù)的變化而影響切削力。 其原因是： 若 f 不變， 增加一倍，切削厚度不變，切削寬度和切削層橫截面積隨之增大一倍，使切削變形和摩擦成倍增加，故切削力也約增加一倍；若 保持不變，f 增加一倍時(shí)，使切削厚度和切削層橫截面積也都增加一倍，但因進(jìn)給量 f 增加使切削變形減小，摩擦面積不成倍增加，切削力只增加約 70％～ 80％。 ［單位為 kW/（ ）］計(jì)算式為： cpcp smm ?3310100 0????cpcpccc vfavfakQpp 影響切削力的因素 切削過程中，影響切削力的因素很多，最主要的因素有切削用量、工件材料和刀具幾何參數(shù)等三個(gè)方面。 f 單位切削力（單位為 ）由下式求得： 2mmN cFccFcFcyFPyxpFDcc fCfafaCAFk???? 1（ ） 若已知單位切削力 ， 如果給定背吃刀量和進(jìn)給量值 ， 切削力 （ 單位為 N） 用下式計(jì)算： fakAkF pcDcc ?? 單位切削力可從有關(guān)手冊(cè)中查到（表 ）。 切削力的指數(shù)公式為： ccFcFcFC FncyxpFc KvfaCF ? pFcpFpFp FncyxpFp Kf?ffFfFfFf FncyxpFf KvfaCF ?（ ） 式（ ）中的系數(shù)、指數(shù)和修正系數(shù)值可查相關(guān)的金屬切削手冊(cè)。 式（ ）是校驗(yàn)和選用機(jī)床主電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算公式。 主運(yùn)動(dòng)消耗的切削功率（單位為 kw）應(yīng)為： cP cP 6010 3??? cccvFP式中： —— 切削力，單位為 N； —— 主運(yùn)動(dòng)的切削速度，單位為 m/min。 pFfFpF pFpfF fFfF （ ） 切削過程中消耗的功率稱為切削功率，用 表示。軸向力 作用在機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)上，它是計(jì)算進(jìn)給機(jī)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)零件的強(qiáng)度和檢驗(yàn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的主要依據(jù)。 不消耗切削功率。 時(shí)，、 ???? ?? 01545 ??? srk ）（）（ ~:~:1:: ?fpc FFFcFcFcFcc （徑向力或切深抗力） 背向力 是作用在吃刀方向上的切削分力，處于基面內(nèi)并與工件軸線垂直的力。 分力的作用 （主切削力） 切向力是主運(yùn)動(dòng)方向上的切削分力，切于過渡表面并與基面垂直，消耗功率最多。 合力 F、推力與各分力之間關(guān)系： ； （ ） 式（ ）表明，當(dāng) 當(dāng) 時(shí)， 、 ，各分力的大小對(duì)切削過程產(chǎn)生明顯不同的作用。為便于測(cè)量、計(jì)算和應(yīng)用的需要，常將作用力 F分解為三個(gè)分力。 切削力來源于兩個(gè)方面：① 切削層金屬、切屑和工件表面層金屬的彈性變形和塑性變形所產(chǎn)生的抗力； ②刀具與切屑及工件表面間的摩擦阻力。由于切屑沿前面流出，故有對(duì)刀具前面產(chǎn)生 摩擦力 ；刀具和工件間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由有摩擦力作用于刀具后面。 、合力及其分力 在刀具作用下，被切削層金屬、切屑和工件已加工表面金屬都在發(fā)生彈性變形和塑性變形，因而產(chǎn)生變形抗力。切削力是設(shè)計(jì)機(jī)床