刀具制造精度及磨损分析

加工精度在下列两种情况下与刀具的制造精度直接有关：

1）用“固定尺寸”的刀具工作时，刀具的尺寸直接传到工件上。这类刀具有：钻头、铰刀、丝锥、板牙、切槽刀、键槽铣刀等。

图3⁃13 利用钻模板钻两个孔

2）用成形刀具工作时，刀具的形状传给工件。成形刀具有：成形车刀、成形铣刀、成形砂轮等。

有时，刀具既是固定尺寸的，又是成形的，例如阶梯形和成形的扩孔钻、铰刀、锪钻及拉刀等，这时刀具既决定表面的形状，也决定表面的尺寸。

尺寸不固定的刀具（如外圆车刀、端铣刀和普通的磨轮等）的制造精度，和工件的精度没有直接关系。但是间接关系还是存在的，例如，当铣刀磨得不正确时，它的各个刀齿离旋转中心的距离不相等，因而它们切下的切屑厚度不同，这就使得凸出的刀齿加速磨耗，从而会引起加工表面尺寸和形状的改变。

大部分刀具的制造精度由国家标准规定。

刀具后面的磨损对加工精度有很大影响。刀具的磨损是从刀具开始切削的瞬时起逐渐增加，一直达到钝化标准而不能再用。刀具的耐用寿命通常以刀具工作至报废的时间来表示。但在研究加工精度时，所要考虑的是切削刃在加工时沿表面法线方向上的磨损值。这种磨损称为尺寸磨损。如图3⁃14中的Δ，因为它对加工精度有直接影响，例如在车削外圆（车刀定距安装）时，刀具的尺寸磨损会使加工直径变大，因而使工件产生锥度（特别是在加工较长的阀杆时更为显著）。(www.xing528.com)

图3⁃14 刀具尺寸的磨损

在研究加工误差时，以切削刃在金属中走过的路程（切削长度）来确定刀具的磨损最为方便。

图3⁃15所示是工件直径由于车刀磨损而改变的曲线（试验是用高速钢车刀车削中等硬度的钢件，切削速度为31.4m/min）。从图中可以看出，工件直径在开始时有些减小，原因一方面是由于车刀发热，另一方面是由于在机床开始工作的瞬间，溜板自行向机床主轴轴线方向有一个移动，因而使工件直径减小。以后就不断增大，直到车刀开始损坏为止。因此，可以认为磨耗量与切削长度成正比例关系。

与刀具磨损有关的因素有：刀具的材料和几何形状、工件的材料及切削用量等。试验证明在这些因素中以刀具材料、工件材料和切削速度最为重要。背吃刀量、进给量与车刀的刀尖圆弧圆角半径对车刀磨损的影响，比切削速度小得多，因此，从降低对车刀磨损的影响上来看，以增加进给量为宜（同时增加车刀的刀尖圆弧半径）。

刀具磨损对加工精度还有一种间接的影响，因为被加工表面法线方向的切削分力（F_y）随着磨损的增加而增大，因而加大了机床、工件和刀具系统弹性的变形，这在很多情况中也是应该考虑到的。

图3⁃15 零件直径由于车刀磨损而改变的曲线