刀具磨损
刀具磨损措施
刀具磨损措施1. 磨损原因分析在刀具使用过程中，由于摩擦、冲击、热量等因素的作用，刀具会不可避免地出现磨损现象。
刀具磨损的主要原因包括以下几个方面：•材质硬度不足：刀具材质硬度不足时容易出现磨损，因为刀具需要承受较大的压力和摩擦力。
•锋利度下降：刀具使用一段时间后，刀口会变钝，导致切割效果变差，同时也会增加刀具的磨损。
•冲击造成磨损：在切削过程中，如果刀具有剧烈的冲击，容易导致刀具表面的磨损加剧。
•切削温度过高：切削温度过高会导致刀具材料的疲劳和软化，进一步加速刀具的磨损。
2. 刀具磨损措施为了延长刀具的使用寿命，降低生产成本，我们需要采取一系列的刀具磨损措施。
下面将介绍几种常见的刀具磨损措施。
2.1. 提高刀具硬度针对刀具材质硬度不足的问题，可以采用提高刀具硬度的办法来减少刀具磨损。
可以选择更高硬度的刀具材料，或者通过表面处理方式提高刀具的硬度，如表面淬火、氮化等。
2.2. 保持刀具锋利锋利度的下降是刀具磨损的一个重要原因，因此保持刀具锋利可以有效延长刀具的使用寿命。
可以通过以下方式来实现：•定期磨刀：根据实际切削情况，制定磨刀周期，定期磨刀可以有效恢复刀具的锋利度。
•使用合适的切削速度：过高或过低的切削速度都会导致刀具锋利度的下降，因此需要根据切削材料的特性选择合适的切削速度。
•使用刀具润滑剂：适当的刀具润滑剂可以减少切削时的摩擦，降低刀具的磨损。
2.3. 降低冲击力冲击力是导致刀具磨损加剧的一个重要因素，因此降低冲击力可以有效减少刀具的磨损。
可以采取以下措施来实现：•调整切削参数：合理调整切削参数，如切削速度、进给量等，可以减小冲击力，降低刀具的磨损。
•使用减震装置：对于容易产生冲击的切削加工场景，可以采用减震装置来降低冲击力。
2.4. 控制切削温度切削温度过高会加速刀具的磨损，因此需要采取相应的措施来控制切削温度。
可以从以下几个方面考虑：•使用刀具冷却液：刀具冷却液可以有效降低切削时的温度，减小刀具的磨损。
六章刀具磨损和刀具使用寿命
• 6.2.2粘结磨损
• 粘结是冷焊和熔焊的总称。在摩擦副的实际接触面上，在 极大的法向压力下产生塑性变形而发生粘附—冷焊；在切 削高温区，材料软化而处于易变形状态，由于原子的热运 动作用，原子克服它们之间的位能壁垒，使两种金属互融 的可能性增大，这样发生的粘附—熔焊。在切削过程中， 两摩擦面由于有相对运动，粘结点将产生撕裂，被对方带 走，即造成粘结磨损。
6.2刀具的磨损原因
刀具的磨损过程和机理非常复杂，有机械负荷和硬质点 造成的机械磨损；切屑粘附造成的粘附磨损；周期性交变 载荷造成的疲劳磨损；化学效应造成的氧化和扩散磨损及 刀尖区高温塑性变形、热应力造成的磨损等。其特点可归 纳为： ⑴摩擦接触表面是活性很高的新鲜表面； ⑵摩擦接触的温度很高，可达800oC～1000oC； ⑶摩擦接触面之间的接触压应力很大，可达2GPa以上； ⑷磨损速度很快。刀具的磨损通常是机械、化学和热效应 综合作用的结果。
削速度称为最大生产率的切削速度(Vcp)和经济的切 削速度(Vcc)。一般情况下，应采用经济使用寿命。
• 1.刀具最大生产率使用寿命 • 完成一个工序所需要的工时tw，则：
•
tw
tmtct
tm T
to
t
• tm：工序的切削时间（机动时间） • tct：刀具磨钝后，换一次刀所消耗的时间（包括卸刀、装刀、对
• 国际标准ISO推荐硬质合金外圆车刀的磨钝标准，可以是 以下任何一种：
• （1） VB=0.3mm；
第四章-刀具磨损及磨钝标准(机械制造技术A)
2.后刀面的磨损：
刀尖
B区
VBmax
待加工表面有上道工序产生的加工硬化或毛坯 表面硬层的影响
N区
C区
⑴ 后刀面磨损的特征
① C区：在靠近刀尖的位置。 特征：此部位切削过程中承受较大的切削力和较 高的切削温度，强度和散热条件差，所以磨损较 大。其磨损量用VC表示。
② N区：在靠近工件待加工表面的位置。 特征：由于加工表面的加工硬化或毛坯表面硬层 的影响，会在此部位造成较大的磨损且形成磨损 缺口。其磨损量用VN表示；
在高温高压下，刀具材料中的元素扩散到切屑 和工件材料中，工件材料中的铁元素又扩散到刀具 表层，从而改变了刀具表层的化学成分，使其硬度 和强度下降，磨损加剧。
⑵ 发生场合：
元素的耐热性差，则原子的稳定性差，易发生 扩散磨损；元素的耐热性好，则原子的稳定性好， 不易发生扩散磨损。
4）氧化磨损
Co3O4，CoO，WO3，TiO2
发生场合：工具钢刀具磨损的主要原因。
不同切削温度对磨损的影响:
温度对磨损的影响
1—粘结磨损 2—磨粒磨损 3—扩散磨损 4—相变磨损 5—氧化磨损
4.1 刀具磨损的形式及原因 刀具的磨损过程
D
C B
A
后刀面磨损量
刀具磨损的典初型期曲磨线损
正常磨损
剧烈磨损
1.初期磨损 图中AB段 • 特点：磨损较快 • 机理：
1.前刀面磨损
(1)前刀面磨损的特征 ①磨损后在前刀面上形成了一个月牙洼 ②月牙洼和刀刃之间有一个窄边； ③随着磨损的加剧，月牙洼不断扩展，该
窄边越来越窄，最后导致刀刃崩刃。
⑵ 发生前刀面磨损的场合： 用较高的切削速度和较大的切削厚度切削
塑性材料时产生前刀面磨损。
第五章 刀具磨损刀具磨损和耐用度
第五章 刀具磨损和耐用度
主要内容
刀具磨损形式 刀具磨损机理 刀具磨钝标准 刀具耐用度 最佳切削速度
§5-1 刀具的磨损方式和磨损 过程
磨损：切削时的摩擦使得刀具材料逐渐磨钝， 造成切削部分形状和尺寸改变。
切削力增加；切削温度上升；切削颜色改变； 产生振动；工件尺寸超差；已加工表面质量 明显恶化
切削加工时，前刀面与切屑之间， 后刀面与工件之间存在剧烈的挤压 和摩擦造成刀具和工件材料之间会 发生粘结，摩擦副之间的相对运动 使得刀具上粘结点破裂被工件和切 屑带走所产生的刀具磨损
影响粘结磨损的因素
刀具和工件材料的亲和力：
亲和力↑，粘结强度↑，粘结磨损↑；
刀具表面微观强度：
缺陷越多，粘结磨损↑；
剧烈磨损：刀具变 钝，切削力增加， 温度升高，磨损率 急剧上升，刀具失
去切削能力
§5-2 刀具的磨损机理
• 磨料磨损 • 粘结磨损 • 扩散磨损 • 氧化磨损
一.磨料磨损 1. 概念
工件材料中含 有硬度极高的 硬质点在刀具 表面刻划出沟 纹（机械磨损）
2. 碳钢中硬质点种类
碳化物：Fe3C , TiC , VC , Cr7C3 氮化物：TiN, Si3N4, VN, BN, AlN, 氧化物：SiO2 , Al2O3 , TiO 金属间化合物
四. 氧化磨损
高温时刀具材料被氧化形成氧化膜，若氧 化膜与刀具基体结合强度较低，则氧化膜 很快就被破坏，然后又生成新的氧化膜。 当氧化速度大于刀具表面所发生的扩散、 粘结速度时，刀具产生氧化磨损。
总结
刀具磨损是各种磨损的 综合结果；
当工件和刀具材料一定 时，切削温度对刀具磨 损具有决定性影响；
刀具磨损的名词解释
刀具磨损的名词解释刀具，作为工业生产和日常生活中广泛使用的工具，其磨损现象是不可避免的。
刀具磨损可以指刀具在使用过程中，由于剪切、切削、研磨等力学作用而导致的表面材料减少、形状变化和性能下降的现象。
刀具磨损主要有以下几种类型。
1.刀刃磨损：刀刃磨损是刀具使用过程中最常见的磨损类型。
当刀具与被加工材料接触和摩擦时，由于受到力学力的作用，刀刃表面的材料会发生磨损和疲劳，导致刀刃的尖端变钝、边缘变钝以及表面光洁度降低。
这种磨损会导致切割质量下降、加工速度减慢、切削力增大等问题。
2.刃口毛刺：在刀具进行切削作业时，如果材料硬度比较高或者切削速度较快，就容易产生刃口毛刺。
刃口毛刺是指刀具的刀刃在磨损过程中，产生的不规则边缘和挂毛现象。
刃口毛刺会导致被加工材料的表面粗糙度增加、加工精度降低，甚至影响材料的机械性能和外观质量。
3.碳化物层磨损：在高温和高压环境下，刀具通常会与被加工材料发生化学反应，导致碳化物层的磨损。
碳化物层磨损通常表现为刀具刀刃表面的光洁度下降、表面出现裂纹、刀刃韧性减弱等现象。
这种磨损对刀具的使用寿命和切削性能都会产生明显的影响。
刀具磨损的原因可能有多种。
首先，刀具与被加工材料之间的摩擦力和剪切力会使刀具表面材料发生疲劳破坏。
其次，刀具在高温和高压环境中与被加工材料之间的化学反应也会导致刀具磨损。
此外，刀具的设计和制造质量、使用条件以及切削参数等也会对刀具的磨损产生影响。
为了减少刀具磨损，可以采取以下几种方法。
首先，选择耐磨性能好的刀具材料，如高速钢、硬质合金、陶瓷等。
其次，合理选择刀具的几何形状和结构，以便提高切削效率和降低刀具磨损。
另外，通过对刀具进行表面处理和涂层，可以增强其硬度、耐磨性和抗腐蚀性能。
此外，在加工过程中，合理选择切削速度、进给量和切削深度，以减少刀具的磨损。
总之，刀具磨损是一种不可避免的现象，但通过合理选择刀具材料、设计和制造，以及优化切削参数等措施可以有效减少刀具磨损，提高切削效率和降低生产成本。
刀具磨损原因及改进方法
也有用达到磨钝标准前的切削路程lm。来定义刀具使用寿 命的。lm等于切削速度Vc和刀具使用寿命(时间)T的乘积， 即
lm=Vc·T
一把新刀(如焊接车刀或麻花钻等)用到报废之前的总切削时间， 其中包括多次重磨。因此刀具使用寿命等于刀具耐用度乘以 重磨次数，但按现行的推荐标准精神，应称为刀具总使用寿 命。
工件：HT250 刀具：PCBN
切深与刀具磨损量的关系
前刀面的月牙洼磨损
原因
前刀面上过高的切削温度 引起扩散磨损
影响
改进方法Leabharlann 过度的月牙洼磨 损会降低切削刃
强度。
•降低切削速度 •减小走刀量 •采用正前角槽形刀片，更耐磨的刀片 •材料或涂层 •避免积屑瘤
何为后刀面磨损
后刀面磨损
由于加工表面和后刀面间存在着强烈的摩擦，在后刀面上 毗邻切削刃的地方很快被磨出后角为零的小棱面，这种磨损形式 叫做后刀面磨损。
•冷硬•铸铁工件需负前角铣刀
•圆刀片铣刀最耐冲击
刀具磨钝标准
刀具磨损后将影响切削力、切削温度和加工质量，因此 必须根据加工情况规定一个最大的允许磨损值，这就是刀 具的磨钝标准。
表示方法
一般刀具的后刀面上都有磨损，它对加工精度和切削 力的影响比前刀面磨损显著，同时后刀面磨损量比较容 易测量，因此在刀具管理和金属切削的科学研究中多按 后刀面磨损尺寸来制定磨钝标准。通常所谓磨钝标准是 指后刀面磨损带中间部分平均磨损量允许达到的最大值， 以VB表示。
后刀面磨损
原因
改进方法
•切削速度太高 •进给量太低 •刀具耐磨性不好
•降低切削速度
•逐步加大走刀量
•采用更耐磨的刀片材料或涂层 •充足的冷却液 •采用顺铣的方法
常见的刀具磨损的形式及应对措施
常见的刀具磨损的形式及应对措施
1、擦伤磨损
当后面有相当厉害的条状磨损发生时，采纳细粒子料子的刀具，而且要经过高温淬火来加强其硬度和强度。
这儿推举含微量碳化钽。
2、月牙洼磨损
当前面有相当厉害的凹状磨损发生时，应考虑高温时的扩散和
强度，推举使用碳化钛、碳化钽含量高的料子。
3、崩刃
刀后面有细小的碎粒落下时，再认真地研磨刀尖，对切削刃也
要进行珩磨，可以大幅度地削减碎屑。
对于那些在加工时需要采纳大的前角的料子（譬如说软钢）。
4、热龟裂
当前面或者后面产生严重的裂缝时，推举使用热传导性能好、
不易产生热疲乏的M系列用途料子。
5、缺口
刀具监控系统沿着刀刃产生比较大的缺口时，为了加强切削刃
的耐撞击性，将前角向负的方向修正，假如更改刀刃形状也无效果是，选择韧性高的料子。
6、异常碎屑
由于发热而在刀刃上产生严重的缺口时，可降低切削速度，或
者使用耐高温的料子。
7、积屑瘤的剥离
很多场合下，在前面或者后面去除积屑瘤时，会发生切削刃被
剥离的现象。
这种情况下要选择大的前角，或者提高切削速度。
假如以上措施不见效，选择钴含量较高的料子。
还有在提高切
削速度的情况下可选择以碳化钛为重要成分的陶瓷合金系列的料子。
＊后对各种方法进行比较后再选定。
8、塑性变形
对于切削中由于高热而产生的刀刃塑性变形，可选择钴含量低的、高温时强度高的料子。
9、成片剥离
由于切削中的振动，工件料子产生弹性变形，在前面显现剥离
现象，此时可选择钴含量高的、韧性好的料子。
刀具磨损原因及状况分析
刀具磨损原因及状况分析
(一)俱磨损的原因
于摩擦力的存在,加之金属切削过程中释放热能,被切金属层在刀具的切削刃和前刀面的推挤作用之下会铲生形,如此造成刀具滑移,从而变成切屑。
因刀具前刀面与切屑、具后面与工件已加工表面的摩擦,仍具在切削的过程中产生磨损。
高温同样在一定程度上影响了踌命:刀具在很高的切削温度下进行工作,刀刃材料容易变软,更加剧了俱切削部分的磨损。
当工件材料不同、切削用量不同时,具的磨损形式也不同。
(二)前刀面磨损
在使用刀具切削塑性材料时,刀具前面会因为切削厚度较大而受热量增加，励增大,刀具的前面被磨损,就会形成坑状磨损。
这些坑状磨损在切削过程中,逐渐加深变宽,并向刃方向扩展。
这样便容易导致崩刃。
所以,在切削塑性材料时,要刀具破损是在刀具的前面。
(三)后刀面磨损
反之,在切削塑性较低的材料时,切削深度较小,速度较低,具前面受的压励和摩擦不大.出现积屑瘤的可能性小。
这时刀具后面屿工件表面的摩擦较大，所以刀具的磨损主要在刀具后面。
切削脆性材料时,前面的温度不高,主要的磨损也在刀具的后面。
(四)前后共同磨损
进给量和切削速度都在中等时,俱会同时遭受前面的坑状磨损和主后面的磨损,共同造成崩刃。
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1-5刀具磨损与耐用度解析
些碳化物、氮化物和氧化物等硬质点以及积屑瘤碎片等，可在 刀具表面刻划出沟纹。
2.粘接磨损：切屑、工件与前、后刀面之间，存在着很大的压
力和强烈的摩擦，形成新鲜表面接触而发生冷焊粘接。由于摩 擦面之间的相对运动，冷焊接破裂被一方带走，从而造成冷焊 磨损。
有时在前、后刀面和切屑、工件的接触层上，刀具表 层材料发生塑性流动而丧失切削能力。 3. 防止刀具破损的措施：在提高刀具材料的强度和抗热 振性能的基础上：
1) 合理选择刀具材料的牌号。
防止刀具破损的措施ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2) 选择合理的刀具角度。通过调整前角、后角、刃倾 角和主、副偏角，增加切削刃和刀尖的强度；在主 切削刃上磨出倒棱，可以有效的防止崩刃。
刀具磨损曲线
在双对数坐标 上的T-v曲线
影响刀具耐用度的因素
1）切削用量的影响
（提1高）而切降削低速度vcT m A 在一定速度范围内，T随着vc的
（2）背吃刀量和进给量
T
CT
/ vc ym
f
a yn yp p
or
vc
Cv
/Tm
f
a yv xv p
2）刀具几何参数的影响
（1）主偏角：在不引起振动的情况下，减小主偏角。
1. 磨粒磨损 2. 粘结磨损 3. 扩散磨损 4. 化学磨损
三 刀具磨损过程
刀具磨损过程
1）初期磨损阶段 2）正常磨损阶段 3）剧烈磨损阶段
四 刀具磨钝标准
刀具的磨钝标准：通常指刀具后刀面磨损带中
间部位平均磨损量VB允许达到的最大值。
国际标准ISO推荐硬质合金外圆车刀耐用度的磨钝标准，可以 使下列任何一种： （1）VB＝0.3mm； （2）如果主后面为无规则磨损，取＝0.6mm； （3）前面磨损量KT＝0.06+0.3f（f为进给量）。
第六节 刀具磨损和刀具寿命讲解
T=CT/V1/m f1/m1 ap1/m2 =CT/Vx f yapz
式中 CT——刀具寿命系数，与工件材料、切削条件有关； x、y、z——指数，分别表示切削用量对刀具寿命T的影响， x＞y＞z.
切削用量对刀具寿命T影响由大到小的顺序为：V → f → ap
五、刀具破损
刀具破损分为脆性破损和塑性破损。脆性破损又分为早期和后期两种。 早期脆性破损——切削刚开始或短时间切削后即发生破损，前后刀面尚未产生明显的磨损
通常，高速钢刀具主要磨损原因：硬质点磨损、粘接磨损。
三、刀具磨损过程及磨钝标准
1、刀具的磨损过程 随着切削时间的延长，刀具的磨损将增加。根据切削试验，以切削时间和刀具后刀面
磨 损量VB（或前刀面月牙洼磨损深度KT）为横坐标和纵坐标，可得刀具的磨损典型曲线，如 图所示。由图可知：刀具磨损过程可以分三个阶段。
⑴ 初期磨损阶段 这一阶段磨损曲线的斜率较大，说明磨损较快。因为新刃磨的刀具刃口锋利 ，后刀面
与加工表面接触面积较小，压应力较大；且新刃磨刀具的后刀面存在粗糙不平之处及显微裂 纹等缺陷，所以这一阶段磨损速率较大。
这一阶段时间较短，磨损量通常为：0.05~0.1mm，其大小与刃磨质量有关。 ⑵ 正常磨损阶段
1、刀具寿命及刀具总寿命 刀具寿命：一把刀具由刃磨后开始使用，直至达到磨钝标准所经历的实际切削时间称刀具寿 命。
刀具总寿命：一把新刀从第一次投入使用，直至这把刀完全报废为止所经历的实际切削时间 称刀具总寿命。
2、刀具寿命的经验公式（切削用量与刀具寿命的关系）
⑴ 切削速度与刀具寿命的关系
选定磨钝标准，固定其他切削条件，在常用的切削速度范围内，取不同的的速度进行
⑶ 关于磨钝标准的几点说明 ① 手册中的磨钝标准，不是固定不变的，应根据实际加工条件灵活应用。 a） 粗加工时，VB值可取偏大值，VB=0.6mm； 精加工时， VB值应取偏小值，VB=0.1mm； b） 加工工艺系统刚性差时，为避免在磨钝标准内产生振动，VB值应取小值。 c） 加工难加工材料时， VB值应取偏小； d） 加工大型工件，为避免中途换刀， VB值可取偏大值，此时通常采用较低的切削速度。
第六节 刀具磨损与刀具寿命
本节结束
Vc=A/Tm
fc=A/Tm apc=A/Tm
A——系数； m——指数；
（2）进给量、背吃刀量与刀具使用寿命的关系 式中：
B、C——系数； n、p ——指数；
综合上述三式，可得切削用量与刀具使用寿命的关系式：
Cv T= Tmf yvapxv 式中：CT、CV ——与工件材料、刀具材料和其他切削条件有关的 系数； xv、yv——指数， xv=m/p ，yv=m/n 。 vc= 对于不同的工件材料和刀具材料(图5所示），在不同的切削 条件下，上式中的系数和指数可在有关资料中查出。此式为一定 刀具使用寿命下切削速度的预报方程。 由上式可知，切削速度对T的影响最大，其次是进给量，背 吃刀量影响最小。所以在优选切削用量以提高生产率时，首先应 尽量选大的ap，然后根据加工条件和加工要求选允许最大的f，最 后根据T选取合理的vc 。 3、影响刀具耐用度（刀具寿命）的因素 （1）切削用量 切削用量对刀具耐用度Ｔ的影响规律如同对切削温度的影响。 切削速度Vc、 背吃刀量（切削深度）ap、进给量增大，使 切削温度提高，刀具耐用度Ｔ下降。 Vc影响最大、 进给量f其次，ap影响最小。 根据刀具耐用度合理数值T计算的切削速度称为刀具耐用度 允许的切削速度，用VT表示，其计算式为：
四、刀具使用寿命的经验公式
1、刀具使用寿命（刀具的耐用度） 一把新刀（或重新刃磨过的刀具）从开始切削至磨损量达到 磨钝标准为止所经历的实际切削时间，称为刀具的耐用度，用T分 钟表示。又称为刀具寿命，刀具的使用寿命是个时间概念。 2、切削用量与刀具使用寿命的关系 （1）切削速度与刀具使用寿命的关系 刀具使用寿命与切削速度的关系是用实验方法求得的。
（2）对于机夹可转位刀具，由于换刀时间短，为了充分发挥其切 削性能，提高生产效率，刀具寿命可选得低些，一般取15—30min。 （3）对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自 动化加工刀具，刀具寿命应选得高些，尤应保证刀具可靠性。 （4）车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高 时，该工序的刀具寿命要选得低些；当某工序单位时间内所分担 到的全厂开支 M较大时，刀具寿命也应选得低些。 （5）大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，避免切削时中途 换刀，刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定。
刀片磨损8种常见现象的产生原因和解决办法
刀片磨损8种常见现象的产生原因和解决办法【文档】刀片磨损8种常见现象的产生原因和解决办法【文档正文】一、前言在刀具加工生产中，刀片磨损是个非常常见的问题。
磨损不仅会降低刀具的使用寿命，而且会影响到生产效率和产品质量。
本文将介绍刀片磨损的八种常见现象以及其产生原因和解决办法，希望能为您带来帮助。
二、刀片磨损的八种常见现象1. 切削刃围缩现象出现现象：切削刃呈现较弯曲的弧形。
原因分析：1）过大的进给量；2）不规范的加工参数；3）加工材料硬度过高；4）刀具材料质量差；5）恶劣的工作环境。
解决办法：1）调整加工参数；2）控制进给量；3）更换更适合的刀具；4）采取刀具涂层技术。
2. 刀片边缘磨损现象出现现象：切削刃变得不够锋利，呈现出磨损现象。
原因分析：1）切削速度过快；2）过大的切削深度；3）加工材料硬度过高；4）不规范的加工材料。
解决办法：1）调整加工参数；2）控制切削深度；3）更换更适合的刀具；4）采取刀具涂层技术。
3. 刀片断裂现象出现现象：刀具出现裂纹或完全断裂。
原因分析：1）制造材料质量差；2）不规范的加工参数；3）切削速度不当；4）过大的进给量。
解决办法：1）更换更适合的刀具；2）严格控制切削参数；3）采用超声波检测技术。
4. 刀具热胀现象出现现象：刀具在加工过程中变得更加膨胀。
原因分析：1）不规范的加工参数；2）加工材料硬度过高；3）恶劣的工作环境。
解决办法：1）控制加工参数；2）采用刀具涂层技术。
5. 刀具表面锈蚀现象出现现象：刀具表面出现腐蚀和锈蚀。
原因分析：1）恶劣的工作环境；2）不规范的存储方式。
解决办法：1）保证工作环境清洁干燥；2）注意保存刀具。
6. 刀具生锈现象出现现象：刀具表面出现锈迹。
原因分析：1）不规范的存储方式；2）恶劣的工作环境。
解决办法：1）注意保存刀具；2）保证工作环境清洁干燥。
7. 刀具热裂现象出现现象：刀具在加工过程中出现热裂。
原因分析：1）切削参数不当；2）制造材料缺陷。
刀具磨钝标准
刀具磨钝标准
1. 刀具的磨损过程，刀具的磨损过程可分为三个阶段：
（1）初期磨损阶段。
磨损曲线的斜度较大。
由于新刀具的切削刃很锋利，后刀面与加工表面的实际接触面积很小，压强很大，故磨损很快。
（2）正常磨损阶段。
经过初期磨损后，刀具粗糙表面已经磨平，缺陷减少，刀具后刀面与加工表面接触面积变大，压强减小，进入比较缓慢的正常磨损阶段。
后刀面的磨损量与切削时间近似地成比例增加。
正常切削时，这个阶段时间较长，是刀具的有效工作时期。
（3）急剧磨损阶段。
当刀具破损带达到一定程度后，刀面与工件摩擦过大，导致切削力与切削温度迅速增高，产生的切削力大。
如果刀具继续工作，不但不能保证加工质量和精度，而且降低切削效率，磨损急剧增加，应在发生急剧磨损之前及时换刀。
2. 刀具的磨钝标准刀具磨损到一定限度后就不能继续使用。
这个磨损限度称为磨钝标准。
由于多数切削情况下均可能出现后刀面的均匀磨损量。
此外，VB值比较容易测量和控制，因此常用VB值来研究磨损过程，作为衡量刀具的磨钝标准。
ISO标准统一规定以1/2背吃刀量处的后刀面上测定的磨损带宽度VB作为刀具的磨钝标准自动化生产中的精加工刀具，常以沿工件径向的刀具磨损尺寸作为刀具的磨钝标准，称为径向磨损量NB。
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刀具磨损机理
刀具磨损机理一、引言刀具磨损是指在加工过程中，刀具表面逐渐磨损、破坏的现象。
刀具是加工中不可或缺的工具，其磨损直接影响到加工质量和效率。
了解刀具磨损机理对于提高刀具寿命、降低加工成本具有重要意义。
二、刀具磨损类型刀具磨损主要分为刀尖磨损、刀面磨损、刀脊磨损和刀柄磨损四种类型。
1. 刀尖磨损刀尖磨损是指刀具切削边缘的磨损，通常是由于切削过程中与工件表面的摩擦产生的。
刀尖磨损会导致刀具切削性能下降，加工质量下降，甚至产生切削失效。
2. 刀面磨损刀面磨损是指刀具切削面的磨损，主要是由于切削过程中与工件切削面的接触产生的。
刀面磨损会使刀具表面粗糙度增大，加工精度下降，切削力增加，刀具寿命缩短。
3. 刀脊磨损刀脊磨损是指刀具切削边缘的背面磨损，通常是由于切削过程中与切屑或冷却液中的颗粒等物质的冲击产生的。
刀脊磨损会使刀具切削边缘变钝，加工质量下降，切削力增加。
4. 刀柄磨损刀柄磨损是指刀具柄部分的磨损，主要是由于切削过程中与刀具夹持装置的摩擦产生的。
刀柄磨损会导致刀具固定性能下降，加工精度下降，甚至产生切削失效。
三、刀具磨损机理刀具磨损机理是刀具磨损发生的原因和过程。
刀具磨损机理主要包括切削过程中的力学磨损、热磨损和化学磨损三个方面。
1. 力学磨损力学磨损是指刀具表面由于与工件表面的相互作用而产生的磨损。
在切削过程中，刀具与工件表面之间的相对运动会产生摩擦力和冲击力，使刀具表面受到力学磨损。
力学磨损主要包括磨粒磨损、冲击磨损和疲劳磨损三种形式。
2. 热磨损热磨损是指刀具表面由于切削过程中产生的高温而产生的磨损。
在切削过程中，刀具与工件之间的摩擦会产生大量的热量，使刀具表面温度升高。
高温会导致刀具表面材料的软化、氧化和烧蚀，从而引起刀具磨损。
3. 化学磨损化学磨损是指刀具表面由于与工件表面的化学反应而产生的磨损。
在切削过程中，刀具与工件表面的接触会引起化学反应，产生氧化、硬化、沉积等现象，从而导致刀具表面的磨损。
刀具磨损知识
c
p
由以上公式可知，切削速度v对刀具耐用度的影响 最大，进给量f次之，背吃刀量ap最小。这与三者对 切削温度的影响顺序完全一致。这也反映出切削温 度对刀具磨损、耐用度有着最重要的影响。
刀具耐用度的分布
1.平均耐用度 2.具有分散性的随机变量 3.与实际情况是有出入的
六、刀具耐用度的选择
在实际生产中，刀具耐用 度同生产效率和加工成本之 间存在着较复杂的关系。
刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标 准为止的切削时间称为刀具耐用度，以T表示。
耐用度指净切削时间，不包括用于对刀、测量、 快进、回程等非切削时间。
也可以用达到磨钝标准时所走过的切削路程Lm来
定义耐用度。Lm等于切削速度v和耐用度T的乘积，
即
Lm v T
刀具耐用度是一个重要参数。
❖ 在相同切削条件下切削某种工件材料时，可以用 耐用度来比较不同刀具材料的切削性能；
在柔性加工设备上，经常用切削力的数 值作为刀具的磨钝标准，从而实现对刀具 磨损状态的自动监控。
工艺系统刚性较差时应规定较小的磨钝 标准。因为当后刀面磨损后，切削力将增 大，尤以径向切削力Fy增大最为显著。
切削难加工材料时，切削温度较高，一 般应选用较小的磨钝标准。
五、刀具耐用度及其经验公式
1．刀具耐用度的定义
一般，空气不易进入刀屑接触区，化学磨损中 因氧化而引起的磨损最容易在主、副切削刃的 工作边界处形成，从而产生较深的磨损沟纹。
氧化磨损
当刀削温度达700～800℃时，空气中的氧 便与硬质合金中的钴及碳化钨、碳化钛等 发生氧化作用，产生较软的氧化物(如 Co3O4、CoO、WO3、TiO2等)被切屑或 工件擦掉而形成磨损，这称为氧化磨损。 氧化磨损与氧化膜的粘附强度有关，粘附 强度越低，则磨损越快；反之则可减轻这 种磨损。一般，空气不易进入刀屑接触区， 氧化磨损最容易在主副刀削刃的工作边界 处形成。
刀具磨损的名词解释
刀具磨损的名词解释刀具磨损是指在使用过程中，刀具表面与工件或其他刀具摩擦、碰撞产生的磨料剥离、塑性变形和热蚀等作用下，导致刀具表面的材料逐渐剥落、磨损、变形或失效的现象。
刀具磨损是制约切削加工质量、效率和工具寿命的重要因素之一。
刀具磨损有许多不同的类型：磨削磨损、热磨损、化学磨损、接触磨损、疲劳磨损等。
下面将对这些类型进行逐一解释。
磨削磨损是指刀具表面材料受到工件表面的磨料剥落作用而逐渐磨损的过程。
当刀具在切削中与工件表面发生摩擦和碰撞时，由于摩擦力和冲击力的作用，工件表面的颗粒、尘埃、氧化物等会剥落，并粘附在刀具表面。
这些磨料会像砂纸一样不断地磨削刀具表面，导致刀具的磨损。
热磨损是指刀具在切削过程中由于高速切削产生的摩擦和塑性变形，导致刀具表面的温度升高、局部融化或软化，并在表面形成高温堆积。
这些高温堆积会导致刀具表面材料的晶格结构发生变化，从而降低材料的硬度和抗磨性能，加速刀具的磨损。
化学磨损是指刀具表面与切削液中的化学物质相互作用，导致刀具的材料发生化学变化，加速刀具的磨损。
切削液中的溶解氧、切屑和颗粒物等会与刀具表面的材料发生氧化、腐蚀等反应，从而降低刀具的抗磨性能。
接触磨损是指刀具表面与工件或其他刀具之间的接触，产生的摩擦和冲击力导致刀具表面材料的局部陷入塑性变形、剥落和变形的过程。
当刀具与工件表面或其他刀具表面接触时，由于摩擦力和冲击力的作用，刀具表面的材料会受到局部的变形和剥落，导致刀具的磨损。
疲劳磨损是指刀具在重复应力作用下，由于材料内部的微裂纹和位错的积累，导致刀具表面的材料逐渐剥落和破裂的过程。
当刀具在切削中重复受到应力作用时，刀具表面的材料会出现微小的裂纹和变形，随着应力的积累，这些裂纹和变形会逐渐扩展并形成裂纹，导致刀具的磨损和断裂。
刀具磨损的程度受到多个因素的影响，例如切削速度、进给速度、切削液的冷却和润滑性能、工件材料的硬度和性质等。
为了减少刀具磨损，可以采取一些措施，如选择适当的切削参数、改善切削液的性能、使用高硬度和抗磨性能的刀具材料等。
刀具磨损的名词解释
刀具磨损的名词解释刀具磨损是指在切削工作中刀具表面受到力和热的作用下，逐渐失去其原有的形状和尺寸，进而影响切削性能的过程。
刀具磨损是切削加工中常见的问题，对加工效率、加工质量以及刀具寿命都有重要影响。
刀具磨损一般分为几种类型：切削刃的磨损、刀脊的磨损和刀尖的磨损。
切削刃的磨损是刀具表面与被切削材料之间的相互作用导致的，主要包括磨粒磨损、界面磨损和亚表面磨损。
磨粒磨损是指被切削材料中的硬质颗粒或切削液中悬浮的颗粒与刀具表面之间的相互摩擦和破坏。
界面磨损是指切削刃与被切削材料之间的摩擦产生的磨损。
亚表面磨损是指在切削过程中，物质的塑性变形导致刀具表面的微小凹陷，从而引起刀具的磨损。
刀脊的磨损是指刀具表面受到切削力的作用时，由于极限应力的存在，刀刃的尖角处会出现磨损。
这种磨损会导致切削刃变钝、失去锋利度，进而降低切削效率和加工质量。
刀尖的磨损是指刃口尖端受到工件表面粗糙度、杂质颗粒等因素的影响，逐渐磨损和变钝。
刀尖磨损会导致加工后表面质量下降，甚至产生划痕和裂痕等缺陷，影响工件的精度和加工质量。
刀具磨损的成因有很多，主要包括切削过程中的热和力的作用、切削速度、切削材料和刀具材料等因素。
切削过程中的热和力的作用会导致刀具表面温度升高，进而引起刃口的变形和破坏。
切削速度的增加会使刀具与被切削材料之间的相互摩擦增加，从而加剧刀具的磨损。
切削材料的硬度和韧性也会对刀具磨损产生重要影响，硬度高或韧性差的材料对刀具的磨损更为剧烈。
此外，刀具材料的硬度和组织结构也是影响刀具磨损的重要因素。
为了延长刀具的使用寿命和提高加工质量，必须对刀具磨损进行有效的预防和控制。
首先，选择合适的刀具材料和刀具结构对于减少磨损至关重要。
其次，合理选择切削参数，如切削速度、进给量和切削深度等，可以有效减少刀具的磨损。
此外，刀具的润滑和冷却也是重要的措施之一，适当的切削液和刀具润滑剂可以有效降低切削热，减缓刀具的磨损速度。
总而言之，刀具磨损是切削加工中不可避免的问题，其对加工效率、加工质量和刀具寿命等方面都有重要影响。
刀具磨损的9种形式及应对措施
后刀面磨损原因：切削期间，与工件材料表面的摩擦会导致后刀面的刀具材料损耗。
磨损通常最初在刃线出现，并逐渐向下发展。
应对措施：降低切削速度，并同时增加进给，将可在确保生产率的情况下延长刀具寿命。
月牙洼磨损原因：切屑与刀片(刀具) 前刀面的接触导致出现月牙洼磨损，属于化学反应。
应对措施：降低切削速度，并选择具有正确槽型和更耐磨涂层的刀片(刀具) 将可延长刀具寿命。
塑性变形塑性变形是指切削刃形状永久改变，切削刃出现向内变形(切削刃凹陷) 或向下变形(切削刃下塌)。
原因：切削刃在高切削力和高温下处于应力状态，超出了刀具材料的屈服强度和温度。
应对措施：使用具有较高热硬度的材质可以解决塑性变形问题。
涂层可改进刀片(刀具) 的抗塑性变形能力。
涂层剥落涂层剥落通常发生在加工具有粘结特性的材料时。
原因：粘附负荷会逐渐发展，切削刃要承受拉应力。
这会导致涂层分离，从而露出底层或基体。
应对措施：提高切削速度，以及选择具有较薄涂层的刀片将可减少刀具的涂层剥落。
裂纹裂纹是狭窄裂口，通过破裂而形成新的边界表面。
某些裂纹仅限于涂层，而某些裂纹则会向下扩展至基体。
梳状裂纹大致垂直于刃线，通常是热裂纹。
原因：梳状裂纹是由于温度快速波动而形成。
应对措施：为防止出现这种情况，可以使用韧性更高刀片材质，并且应大量使用冷却液或者完全不用冷却液。
崩刃崩刃包括刃线的轻微损坏。
崩刃与断裂的区别在于刀片崩刃后仍可使用。
原因：有许多磨损状态组合可导致崩刃。
但是，最常见的还是热-机械以及粘附带来的。
应对措施：可以采取不同的预防措施来尽可能减轻崩刃，具体取决于导致其发生的磨损状态。
沟槽磨损沟槽磨损的特点是在最大切深出现过量的局部损坏，但这也可能发生在副切削刃上。
原因：这取决于化学磨损是否在沟槽磨损中占据主导地位，与粘着磨损或热磨损的不规则增长相比，化学磨损的发展更有规律。
对于粘着磨损或热磨损情况，加工硬化和毛刺形成是导致沟槽磨损的重要因素。
应对措施：对于加工硬化材料，选择较小的主偏角，改变切深。
刀具磨损和刀具寿命讲解
2.塑性破损
在刀具前刀面与切屑、后刀面与工件接触面上， 由于过高的温度和压力的作用，刀具表层材料将 因发生塑性流动而丧失切削能力，这就是刀具的 塑性破损。抗塑性破损能力取决于刀具材料的硬 度和耐热性。硬质合金和陶瓷的耐热性好，一般 不易发生这种破损。相比之下，高速钢耐热性较 差，较易发生塑性破损。
刀具的破损形式分为脆性破损和塑性破损。 1.脆性破损 硬质合金刀具和陶瓷刀具切削时，在机械应力和热应
力冲击作用下经常发生以下几种形态的破损： (1)崩刃 切削刃产生小的缺口。在继续切削中，缺
口会不断扩大, 导致更大的破损。用陶瓷刀具切削及 用硬质合金刀具作断续切削时，常发生这种破损。 (2)碎断 切削刃发生小块碎裂或大块断裂，不能继 续进行切削。用硬质台金刀具和陶瓷刀具作断续切削 时，常发生这种破损。 (3)剥落 在刀具的前、后刀面上出现剥落碎片，经 常与切削刃一起剥落，有时也在离切削刃一小段距离 处剥落。陶瓷刀具端铣时常发生这种破损。 (4)裂纹破损 长时间进行断续切削后，因疲劳而引 起裂纹的一种破损。热冲击和机械冲击均会引发裂纹， 裂纹不断扩展合并就会引起切削刃的碎裂或断裂。
(4)合理选择切削用量 防止出现切削力过大和切 削温度过高的情况。
(5)工艺系统应有较好的刚性 防止因为振动而损 坏刀具。
1.刀具磨损的形式
切削时，刀具的前、后刀面与切屑及已加工表面相接触，产生剧烈摩 擦。在接触区内有相当高的温度和压力。因此在前后刀面上都会发生磨损。 但它们的磨损情况有各自不同的特点，而且相互影响：刀具磨损形式有以 下几种：
前刀面磨损
后刀面磨损
边界磨损
(1)前刀面磨损(月牙洼磨损) 切削塑性材料时，如果切 削速度和切削厚度较大，切屑在前刀向上经常会磨出一个 月牙洼。出现月牙洼的部位就是切削温度最高的部位。月 牙洼和切削刃之间有一条小棱边，月牙洼随着刀具磨损不 断变大，当月才洼扩展到使棱边变得很窄时，切削刃强度 降低，极易导致崩刃。月牙洼磨损量以其深度KT表示 。
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刀具磨损的表征
13
Diffusion between insert and work piece material
过度的月牙洼磨损 会降低切削刃强度。
原因 前刀面上过高的切削温度引起 扩散磨损
改进方法
减小走刀
•采用正前角刀片，更耐磨的刀片材质或涂层 •避免积屑瘤
7
Built-up eo the cutting edge
CNMG 95Kr SNMG 75Kr
notch
SNMG 45Kr
+
RCMX-E 45Kr
+
10
Radial forces
-
Plastic deformation 塑性变形
Substantial heat and pressure
切削刃塌下或后刀面凹陷， 导致切削控制差和表面质 量差。后刀面磨损会导致 刀片崩刃。 方 法 塑性变形原因 切削温度太高并且压力太大 •选用更高的抗塑性变形能力的硬牌号 •切屑刃塌下：降低切削速度 •后刀面凹陷：降低进给 •加冷却液
沟槽磨损引起表面 质量变差或者崩刃
原因 •加工淬硬材料 •表面硬皮和氧化皮
改进方法 •降低切削速度 •加工耐热合金时，选择韧性更好的牌号
9
主偏角Kr对于沟槽磨损的影响
材料 Inconel 718 (46HRC) - 刀片 GC1005 ap2.0mm, fn0.25mm/rev, Vc50m/min - 5’ time in cut
积屑瘤引起表面质量变差， 当积屑瘤脱落时会引起切削 刃破损 产生原因：低速切削，负前 角切削
8
改进方法 •提高切削速度 •逐步加大走刀量致最佳切屑厚度 • 采用物理涂层的刀片材料 •充足的高压冷却液或空气防止二次切屑 •采用顺铣的方法 • 正前角铣刀体和刀片
Notch wear沟槽磨损
Oxidation at the depth of cut
11
Chipping刃口的破损
Application too demanding for the chosen insert
切削刃的细小破损导致表面质量 变差和过度的后刀面磨损
原因 •积屑瘤 •牌号太脆 •刀片槽形强度太低
改进方法
•刃口被挤碎则提高切削速度 • 排除振动的因素 •工件材质不均降低切削速度并且加大走刀量顺铣 •刀体是否退火失效，刀垫是否破碎，刀片螺钉需要更换 •采用韧性更好的刀片材料 •换刃口强壮的刀片 • 冷硬铸铁工件需负前角铣刀 • 圆刀片铣刀最耐冲击
Abrasive wear due to carbides, speed, hard skin
快速的后刀面磨损会 使表面质量变差。 原因 •切削速度太高 •进给量太低 •刀具耐磨性不好 改进方法
•降低切削速度
•逐步加大走刀量 •采用更耐磨的刀片材料或涂层 •充足的冷却液 •采用顺铣的方法
6
Crater wear前刀面的月牙洼磨损
山特维克可乐满 大中华区效率中心
金属切削基础及刀具应用 ---刀具磨损
对刀具磨损的有效监控------可以大幅度减少加工废品，降低工件加工成本
Worn out
!
2
常见的几种磨损形式
后刀面磨损 前刀面月牙洼磨损 积屑瘤 沟槽磨损 塑性变形 刃口破损
4
Flank wear 后刀面磨损