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(shù)控加工中延長刀具使用壽命，避免加工異常情況的發(fā)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(chǎn)生了熱量并發(fā)生摩擦，使刀具處于一種具有挑戰(zhàn)性的加工環(huán)境中。刀具磨損到底有哪些情況？一起來看看：
 

　　機(jī)械力：刀具切削刃受到機(jī)械壓力導(dǎo)致斷裂；
 

　　熱量：刀具切削刃因溫度變化產(chǎn)生裂紋或熱量導(dǎo)致塑性變形 ；
 

　　化學(xué)反應(yīng)：硬質(zhì)合金和工件材料之間可能產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)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(yīng)對措施

 

　　后刀面磨損
 

　　
       原因：切削期間，與工件材料表面的摩擦?xí)?dǎo)致后刀面刀具材料的損耗。磨損通常最初在刃線出現(xiàn)，并慢慢的向下發(fā)展。
 

　　應(yīng)對措施：應(yīng)該適量切削速度，并同時合理增加進(jìn)給，即可在確保生產(chǎn)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(xiàn)了月牙洼形狀的磨損，大部分屬于化學(xué)反應(yīng)。

 

　　應(yīng)對措施：此時應(yīng)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(xiàn)向內(nèi)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(yīng)力狀態(tài)超出刀具材料的屈服強(qiáng)度和適用溫度。
 

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

　　涂層剝落
 

　　涂層剝落一般情況下發(fā)生在加工粘結(jié)特性材料的時候。
 

　　
       原因：粘附負(fù)荷的狀態(tài)會逐漸顯現(xiàn)，切削刃承受拉應(yīng)力會導(dǎo)致涂層分離，露出底層或基體。
 

　　應(yīng)對措施：適當(dāng)?shù)娜ヌ岣咔邢魉俣?，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?yàn)槠屏讯纬尚碌倪吔绫砻?。要分辨哪些裂紋是在涂層范圍，哪些裂紋已經(jīng)向下擴(kuò)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(yīng)對措施：為防止出現(xiàn)這種情況，可以使用韌性更高刀具材質(zhì)，并且應(yīng)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(qū)別在于刀片崩刃后仍可使用。
 

       原因：有許多磨損狀態(tài)組合可導(dǎo)致崩刃。但是，最常見的還是熱機(jī)械以及粘附帶來的。

 

　　應(yīng)對措施：可以采取不同的預(yù)防措施來盡可能減輕崩刃，具體取決于導(dǎo)致其發(fā)生的磨損狀態(tài)。
 

　　溝槽磨損
 

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

　　原因：這取決于化學(xué)磨損是否在溝槽磨損中占據(jù)主導(dǎo)地位，與粘著磨損或熱磨損的不規(guī)則增長相比，化學(xué)磨損的發(fā)展更有規(guī)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(dǎo)致溝槽磨損的重要因素。
 

　　應(yīng)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(fù)荷超出了其承受能力。這可能是因?yàn)槿斡赡p發(fā)展過快，導(dǎo)致切削力增大。錯誤的切削參數(shù)或裝夾穩(wěn)定性問題也會導(dǎo)致過早斷裂。
 

　　應(yīng)對措施：識別此類磨損的初兆，并通過選擇正確的切削參數(shù)和檢查裝夾穩(wěn)定性來防止其繼續(xù)發(fā)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(dǎo)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(yīng)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。