刀具磨損是切削加工中常見的問題之一。了解刀具磨損的形式和原因，有助于我們在數控加工中延長刀具使用壽命，避免加工異常情況的發生。
 

　　刀具磨損的不同原因

 

　　在金屬的切削加工中，切屑沿著刀具的前刀面高速滑動，產生了熱量并發生摩擦，使刀具處于一種具有挑戰性的加工環境中。刀具磨損到底有哪些情況？一起來看看：
 

　　機械力：刀具切削刃受到機械壓力導致斷裂；
 

　　熱量：刀具切削刃因溫度變化產生裂紋或熱量導致塑性變形 ；
 

　　化學反應：硬質合金和工件材料之間可能產生化學反應導致的磨損；
 

　　研磨：部分鑄鐵中含有的夾雜物會磨損刀具的切削刃；
 

　　粘附：粘性材料可能會形成積屑層/積屑瘤。
 

　　刀具磨損的9種形式及應對措施

 

　　后刀面磨損
 

　　
       原因：切削期間，與工件材料表面的摩擦會導致后刀面刀具材料的損耗。磨損通常最初在刃線出現，并慢慢的向下發展。
 

　　應對措施：應該適量切削速度，并同時合理增加進給，即可在確保生產率的情況下延長刀具的壽命。
 

　　月牙洼磨損
 

 

       原因：切屑與刀具前刀面的接觸若是出現了月牙洼形狀的磨損，大部分屬于化學反應。

 

　　應對措施：此時應該降低切削速度，并選擇具有正確槽型和更耐磨涂層的刀具。
 

　　塑性變形
 

　　塑性變形是指切削刃形狀改變，切削刃出現向內變形 (切削刃凹陷) 或向下變形 (切削刃下塌)。
 

切削刃下塌
 

切削刃凹陷
 

　　原因：切削刃在高切削力和高溫下處于應力狀態超出刀具材料的屈服強度和適用溫度。
 

　　應對措施：使用具有較高熱硬度材質的刀具可以解決塑性變形問題，與此同時涂層也可改進刀具的抗塑性變形能力。
 

　　涂層剝落
 

　　涂層剝落一般情況下發生在加工粘結特性材料的時候。
 

　　
       原因：粘附負荷的狀態會逐漸顯現，切削刃承受拉應力會導致涂層分離，露出底層或基體。
 

　　應對措施：適當的去提高切削速度，選擇具有較薄涂層的刀片或許也可以減少刀具涂層的剝落。
 

　　裂紋
 

　　裂紋是狹窄裂口因為破裂而形成新的邊界表面。要分辨哪些裂紋是在涂層范圍，哪些裂紋已經向下擴展到了基體，如若梳狀裂紋大致垂直于刃線，通常是熱裂紋。
 

        原因：梳狀裂紋是由于溫度快速波動而形成。

 

　　應對措施：為防止出現這種情況，可以使用韌性更高刀具材質，并且應大量使用冷卻液。
 

　　崩刃
 

　　崩刃包括刃線的輕微損壞。崩刃與斷裂的區別在于刀片崩刃后仍可使用。
 

       原因：有許多磨損狀態組合可導致崩刃。但是，最常見的還是熱機械以及粘附帶來的。

 

　　應對措施：可以采取不同的預防措施來盡可能減輕崩刃，具體取決于導致其發生的磨損狀態。
 

　　溝槽磨損
 

　　溝槽磨損的特點是在最大切深出現過量的局部損壞，但這也可能發生在副切削刃上。
 

　　原因：這取決于化學磨損是否在溝槽磨損中占據主導地位，與粘著磨損或熱磨損的不規則增長相比，化學磨損的發展更有規律。如圖所示，對于粘著磨損或熱磨損情況，加工硬化和毛刺形成是導致溝槽磨損的重要因素。
 

　　應對措施：對于加工硬化材料，選擇較小的主偏角，改變切深。
 

　　斷裂
 

　　斷裂是指切削刃大部分破裂，刀具不能再使用。
 

　　
       原因：切削刃承載的負荷超出了其承受能力。這可能是因為任由磨損發展過快，導致切削力增大。錯誤的切削參數或裝夾穩定性問題也會導致過早斷裂。
 

　　應對措施：識別此類磨損的初兆，并通過選擇正確的切削參數和檢查裝夾穩定性來防止其繼續發展。
 

　　積屑瘤 (粘附)
 

　　積屑瘤是指材料在前刀面上積聚。
 

　　
        原因：積屑材料可能在切削刃頂部形成，從而將切削刃與材料分隔。這會增大切削力，從而導致整體失效或積屑瘤脫落，而且脫落時往往會將涂層甚至部分基體一并剝離。
 

　　應對措施：提高切削速度可防止形成積屑瘤。加工較軟、粘性較大的材料時，最好使用較鋒利的切削刃。