對于(yu)機械加工(gong)來(lai)說，刀具屬于(yu)一種(zhong)消耗品工(gong)具，在加工(gong)過(guo)程中它會產(chan)生破損、磨(mo)損、崩刃(ren)等現(xian)象,這些現(xian)象不(bu)可(ke)避免,但(dan)也(ye)有如操(cao)作不科學(xue)不規范、維護保養不當(dang)等(deng)原因(yin)，找到根本原因才能更好(hao)地解決問題。

刀具破(po)損的幾(ji)種表現

1.切削刃(ren)微崩(beng)

當工件材料組織、硬度、余量不(bu)均(jun)勻(yun)，前(qian)角偏(pian)(pian)大(da)導(dao)致切削(xue)(xue)刃強度偏(pian)(pian)低，工藝系統剛性不(bu)足產生振動(dong)，或(huo)進行斷續(xu)切削(xue)(xue)，刃磨(mo)質量欠佳時，切削(xue)(xue)刃容易發生微崩(beng)，即(ji)刃區(qu)出現微小的崩(beng)落(luo)、缺(que)口或(huo)剝(bo)落(luo)。出現這種(zhong)情(qing)況(kuang)后，刀(dao)具將失去一部分(fen)切削(xue)(xue)能力，但還能繼(ji)續(xu)工作。繼(ji)續(xu)切削(xue)(xue)中，刃區(qu)損(sun)壞部分(fen)可能迅速擴(kuo)大(da)，導(dao)致更大(da)的破(po)損(sun)

。

2.切削刃或刀尖崩碎

這種破損(sun)方式常在比(bi)造成切削(xue)刃(ren)微崩(beng)更為惡(e)劣的切削(xue)條(tiao)件(jian)下(xia)產生，或者是微崩(beng)的進一步的發展。崩(beng)碎的尺(chi)寸和范(fan)圍都比(bi)微崩(beng)大，使刀(dao)具完全喪失切削(xue)能力，而不得不終止工作。刀(dao)尖(jian)崩(beng)碎的情況常稱(cheng)為掉尖(jian)。

3.刀(dao)片或刀(dao)具折斷

當切削條件(jian)極為惡劣(lie),切(qie)削量過大,有(you)沖擊載荷，刀(dao)片或刀(dao)具(ju)材料中有(you)微裂(lie)，由于焊(han)接、刃磨(mo)在刀(dao)片中存在殘(can)余應力時，加上操作不(bu)慎等(deng)因(yin)素，可能(neng)造成刀(dao)片或刀(dao)具(ju)產生(sheng)折斷。發(fa)生(sheng)這種(zhong)破損形式后，刀(dao)具(ju)不(bu)能(neng)繼(ji)續(xu)使用(yong)，以致報廢。

4.刀具(ju)凃層剝落

對于脆(cui)性很大(da)的材料(liao)，如TiC含量很高的硬質合金、陶瓷等(deng),由(you)于表(biao)(biao)層(ceng)(ceng)組織(zhi)中(zhong)有缺(que)陷或(huo)潛(qian)在裂紋(wen)，或(huo)由(you)于焊接(jie)、刃磨而使(shi)表(biao)(biao)層(ceng)(ceng)存在著殘余應力(li)，在切(qie)削過(guo)程中(zhong)不夠穩定或(huo)刀(dao)具表(biao)(biao)面承受交變接(jie)觸應力(li)時(shi)極(ji)易產(chan)生表(biao)(biao)層(ceng)(ceng)剝(bo)落(luo)(luo)。剝(bo)落(luo)(luo)可(ke)能(neng)(neng)(neng)發生在前刀(dao)面，刀(dao)可(ke)能(neng)(neng)(neng)發生在后(hou)(hou)刀(dao)面，剝(bo)落(luo)(luo)物呈片狀，剝(bo)落(luo)(luo)面積(ji)較大(da)。涂(tu)層(ceng)(ceng)刀(dao)具剝(bo)落(luo)(luo)可(ke)能(neng)(neng)(neng)性較大(da)。刀(dao)片輕(qing)微剝(bo)落(luo)(luo)后(hou)(hou)，尚(shang)能(neng)(neng)(neng)繼續工(gong)作，嚴重剝(bo)落(luo)(luo)后(hou)(hou)將喪失切(qie)削能(neng)(neng)(neng)力(li)。

5. 切削部位(wei)塑性變型

高速鋼刀具強度(du)小(xiao)硬度(du)低，在其切(qie)(qie)削(xue)部位可能(neng)發生塑性變(bian)型。硬質合(he)金在高溫和(he)三向壓應力狀(zhuang)態直(zhi)工(gong)作時，也(ye)會產生表層塑性流動(dong)，甚至使(shi)切(qie)(qie)削(xue)刃(ren)或刀尖發生塑性變(bian)形(xing)面造成塌(ta)陷(xian)。塌(ta)陷(xian)一(yi)般發生在切(qie)(qie)削(xue)用(yong)量較大和(he)加工(gong)硬材料的(de)情況下。TIC基(ji)硬質合金的彈(dan)性(xing)模(mo)量小(xiao)于(yu)WC基硬質合金，故前者抗塑性變形能力加快，或迅速失效。

6. 刀片(pian)熱(re)裂

當刀(dao)(dao)(dao)具承受交變的(de)(de)機械(xie)載荷和熱(re)負荷時，切削部(bu)分(fen)表面因(yin)反復熱(re)脹冷縮，不可避免的(de)(de)產(chan)生(sheng)(sheng)交變的(de)(de)熱(re)應(ying)力(li)，從而使刀(dao)(dao)(dao)片(pian)發生(sheng)(sheng)疲勞而開裂(lie)。例如，硬質(zhi)合金銑刀(dao)(dao)(dao)進行高速銑削時，刀(dao)(dao)(dao)齒不斷受到周期(qi)性地沖擊和交變熱(re)應(ying)力(li)，而在前刀(dao)(dao)(dao)面產(chan)生(sheng)(sheng)梳(shu)狀裂(lie)紋。有(you)些刀(dao)(dao)(dao)具雖(sui)然并沒有(you)明顯的(de)(de)交變載荷與交變應(ying)力(li)，但因(yin)表層(ceng)、里層(ceng)溫(wen)度不一(yi)致(zhi)，也將產(chan)生(sheng)(sheng)熱(re)應(ying)力(li)，加上刀(dao)(dao)(dao)具材料內部(bu)不可避免地存在缺陷，，故刀(dao)(dao)(dao)片(pian)也可能產(chan)生(sheng)(sheng)裂(lie)紋。裂(lie)紋形成后(hou)刀(dao)(dao)(dao)具有(you)時還能繼續工作一(yi)段時間(jian)，有(you)時裂(lie)紋迅(xun)速擴展導致(zhi)刀(dao)(dao)(dao)片(pian)折斷或(huo)刀(dao)(dao)(dao)面嚴重剝落。

刀具磨損的(de)幾種原因

1. 磨料磨損(sun)

被(bei)加工材料中常(chang)有一(yi)些硬度極高的(de)微小顆(ke)粒，能在刀具表(biao)面劃出溝(gou)紋，這(zhe)就是磨(mo)料磨(mo)損。磨(mo)料磨(mo)損在各個面都(dou)存在，前(qian)刀面最明顯，而且各種切(qie)削速(su)度(du)下都能發(fa)生磨料(liao)磨(mo)損(sun)，但對于低(di)速切削時(shi)，由于切削溫度較低(di)，其它原(yuan)因產生的磨(mo)損(sun)都不(bu)明顯，因而磨(mo)料(liao)磨(mo)損(sun)是其主要(yao)原(yuan)因。另處刀具(ju)硬度越低(di)磨(mo)料(liao)磨損越嚴重(zhong)。

2. 冷(leng)焊磨損(sun)

切(qie)削時(shi)，工件、切(qie)削與前后刀面之間，存(cun)在很大的(de)(de)壓(ya)力(li)(li)和強(qiang)烈的(de)(de)摩擦，因而會(hui)發生冷(leng)(leng)焊(han)。由于摩擦之間有相對運動，冷(leng)(leng)焊(han)將(jiang)產生破裂被一方帶走，從而造成冷(leng)(leng)焊(han)磨損。冷(leng)(leng)焊(han)磨損一般(ban)在中等切(qie)削速度下比(bi)較嚴重。根據實驗(yan)表(biao)明，脆性金屬(shu)比(bi)塑性金屬(shu)的(de)(de)抗(kang)冷(leng)(leng)焊(han)能(neng)力(li)(li)強(qiang)；多相金屬(shu)比(bi)單向(xiang)金屬(shu)小；金屬(shu)化(hua)合物比(bi)單質冷(leng)(leng)焊(han)傾向(xiang)小；化(hua)學元(yuan)素(su)周(zhou)期表(biao)中B族元素與鐵的冷焊傾向小。高速鋼與硬質合金低速切削時冷焊比較嚴重。

3. 擴散磨損

在高溫下切削、工件與(yu)刀(dao)(dao)具接觸過程中，雙方的(de)化學(xue)元素(su)在固態下相互擴(kuo)(kuo)散，改變刀(dao)(dao)具的(de)成分結(jie)構(gou)，使(shi)刀(dao)(dao)具表層變得(de)脆弱(ruo)，加(jia)劇了刀(dao)(dao)具的(de)磨損。擴(kuo)(kuo)散現象(xiang)總是保持(chi)著(zhu)深度梯度高的(de)物(wu)體(ti)(ti)向深度梯度低物(wu)體(ti)(ti)持(chi)續擴(kuo)(kuo)散。例如硬質合金在800℃時其中的鈷便迅速地擴散到切屑、工件中去，WC分解為鎢和碳擴散到鋼中去；PCD刀具在切削鋼、鐵材料時當切削溫度高于800℃時，PCD中的碳原子將以很大的擴散強度轉移到工件表面形成新的合金，刀具表面石墨化。鈷、鎢擴散比較嚴重，鈦、鉭、鈮的抗擴散能力較強。故YT類硬質合金耐磨性較好。陶瓷和PCBN切削時，當溫度高達1000℃-1300℃時，擴散磨損尚不顯著。工件、切屑與刀具由于材料的同，切削時在接觸區將產生熱電勢，這種熱電勢有促進擴散的作用而加速刀具的磨損。這種在熱電勢的作用下的擴散磨損，稱為“熱電磨損”。

4. 氧化磨損

當溫度升高時(shi)刀具表面(mian)氧(yang)化產(chan)生較(jiao)軟的氧(yang)化物(wu)被切(qie)屑摩(mo)擦而(er)形成的磨(mo)損(sun)稱為氧(yang)化磨(mo)損(sun)。如：在700℃~800℃時空氣中的氧與硬質合金中的鈷及碳化物、碳化鈦等發生氧化反應，形成較軟的氧化物;在1000℃時PCBN與水蒸氣發生化學反應。

防(fang)止刀具(ju)破損的方法

1. 針對被加工材料和零件的(de)特(te)點(dian)，合理(li)選擇(ze)刀具(ju)材料的(de)各類和牌(pai)號。在具(ju)備一定硬度和耐磨性的(de)前提(ti)下(xia)，必須保證(zheng)刀具(ju)材料具(ju)有必要(yao)的(de)韌(ren)性。

2. 合理選(xuan)擇刀(dao)(dao)具(ju)幾何參數。通過調整前后角，主副偏角，刃傾角等角度；保證(zheng)切削刃和(he)刀(dao)(dao)尖有較(jiao)好的強度。在切削刃上磨出負倒棱(leng)，是防(fang)止崩刀(dao)(dao)的有效措施。

3. 保證(zheng)焊接(jie)和刃磨的質量(liang)，避(bi)免因焊接(jie)、刃磨不(bu)善而帶來的各種疵病。關鍵工序所(suo)用的刀(dao)具(ju)，其刀尖應經過研磨(mo)以提(ti)高(gao)表(biao)面(mian)質量，并檢查有無裂紋(wen)。

4.合理(li)選擇切(qie)削(xue)用量，避(bi)免過大的(de)切(qie)削(xue)力和過高的(de)切(qie)削(xue)溫(wen)度，以防止(zhi)刀(dao)具破損。

5.盡(jin)可能保證(zheng)工藝系統具有較好(hao)的剛性(xing)，減小振動(dong)。

6.采取正確的操作方法，盡(jin)量使刀具不承(cheng)受(shou)或少承(cheng)受(shou)突變(bian)性的負荷。

刀具崩(beng)刃(ren)的原因(yin)及應對方法

1. 刀片牌(pai)號、規格選擇不當，如刀片的(de)厚度太(tai)薄或粗加工時選用了(le)太(tai)硬太(tai)脆的(de)牌(pai)號.

對策(ce)：增大刀片厚(hou)度(du)或將刀片立裝(zhuang)，選用抗彎強度(du)及韌(ren)性較高的牌號(hao)。

2. 刀具(ju)幾何參數選擇不(bu)當(dang)（如前后角過大(da)等(deng)）。

對策：適當減(jian)小前(qian)、后角采用較(jiao)大的(de)負(fu)刃傾角。采用較(jiao)大的(de)負(fu)倒棱或(huo)刃口圓弧。

修(xiu)磨過渡切削刃(ren)，增強刀尖。

3. 刀片的焊(han)接工藝不(bu)正確，造(zao)成焊(han)接應力(li)過(guo)大或焊(han)接裂縫。

對(dui)策(ce)：避免采用三面封(feng)閉的刀片槽結構。正確選用焊(han)料(liao)。避免采用氧炔焰(yan)加熱焊(han)接，并且(qie)在焊(han)接后(hou)應保溫，以消除內應力(li)。盡(jin)可能改用機械夾(jia)固的結構

4. 刃磨(mo)方法不(bu)當，造成磨(mo)削應力(li)及磨(mo)削裂紋；對PCBN銑刀刃磨后刀齒的振擺過大，使個別刀齒負荷過重，也會造成打刀。

對策：采用間斷磨(mo)削或金剛石砂輪(lun)磨(mo)削。選用較軟的砂輪(lun)，并經常修整保持砂輪(lun)鋒利(li)注(zhu)意刃磨(mo)質(zhi)量，嚴格(ge)控制銑刀(dao)(dao)刀(dao)(dao)齒的振(zhen)擺量。

5. 切削(xue)用(yong)量(liang)(liang)選擇不合理，如(ru)用(yong)量(liang)(liang)過大，使機床悶車；斷(duan)續切(qie)削(xue)時，切(qie)削(xue)速(su)度過(guo)高(gao)，進(jin)給(gei)量(liang)(liang)過(guo)大，毛坯余量(liang)(liang)不均勻時，切(qie)削(xue)深度過(guo)小(xiao)；切(qie)削(xue)高(gao)錳鋼等加工硬化(hua)傾向大的材料時，進(jin)給(gei)量(liang)(liang)過(guo)小(xiao)等。

對策：重新選擇切削用量。

6. 機械夾(jia)固式刀具的刀槽底面(mian)不平整或刀片伸出過(guo)長(chang)等結構上的原因

對策：修整刀(dao)槽底(di)面(mian)。合(he)理布(bu)置切削液噴嘴的位置。淬硬刀(dao)桿在刀(dao)片下面(mian)增加(jia)硬質合(he)金墊(dian)片。

7. 刀(dao)具磨損過(guo)度(du)。

對策：及(ji)時換(huan)刀或更(geng)換(huan)切(qie)削刃。

8. 切削液流量(liang)不足或加(jia)注方法(fa)不正(zheng)確，造成刀片(pian)驟熱而裂損。

對策：加大切(qie)削液的(de)(de)流量。合(he)理布置切(qie)削液噴嘴(zui)的(de)(de)位置。采用有效的(de)(de)冷卻(que)方法如(ru)噴霧冷卻(que)等提(ti)高(gao)冷卻(que)效果。

9. 刀具(ju)安裝不正確，如：切斷車刀安裝過高或(huo)過低；端面(mian)銑刀采用了(le)不對(dui)稱順(shun)銑等。

對策：重新安(an)裝刀具。

10. 工藝系統(tong)剛性差，造成切(qie)削振動過大。

對策：增(zeng)加工件的輔助(zhu)支(zhi)承，提(ti)高工件裝(zhuang)夾剛(gang)性。減小(xiao)刀具(ju)的懸伸(shen)長(chang)度。適當減小(xiao)刀具(ju)的后角。采用其(qi)它的消振措施(shi)。

11. 操作不慎，如：刀(dao)具由工件中(zhong)間(jian)切入時，動作過猛；尚未退刀(dao)，即(ji)行(xing)停車。

對策：注意操作方(fang)法(fa)。