刀具失效分析
刀具失效分析
常 见 问 题
后刀面磨损 月牙洼磨损 积屑瘤 条纹状磨损 梳状裂纹 崩刃 刀刃破损 塑性变形 不断屑 振动
11
车削培训
车削培训
7
刀刃破损
刀刃破损的原因如下：
切削材料 可转位刀片的几何形 状 夹紧系统
补救措施分别是：
选择较硬的材料。 使用负型锲角单面可 转位刀片。 检查刀片夹紧方式。 检查硬质合金刀片， 若发现损坏立即更换。
车削培训
8
塑性变形： 塑性变形：
当刀刃上的热应力和机械应力太高时，会产生塑性变形。 补救措施： 补救措施： 降低切削速度，选择耐磨性较好的硬质合金材料，减小切屑截面（进给量），降低 后角，采用冷却液。
车削培训
2
月牙洼磨损
切削速度过高，进给速度过高，或切削前角太小都是产生月牙洼磨损的原因。流出 的高温切屑在硬质合金刀片的切削表面产生月牙洼磨损。过量的月牙洼磨损回削 弱切削刃，导致切屑变形以及切削力增大，增加刀刃破损的危险。 补救措施： 补救措施：
降低切削速度和/或进给量。选择较耐磨的材料。选用配正型前角刀片的刀杆。
车削培训
3
积屑瘤
加工过程中温度过高时，工件的颗粒黏附在刀片上形成积屑瘤。当积屑瘤脱落时， 会造成刀刃局部破损。 补救措施： 补救措施： 改变切削速度，采用冷却液，扩大前角。
车削培训
4
条纹状磨损
主种磨损现象主要是由于切削速度太高或工件太硬而引起的严重摩擦。 补救措施： 降低切削速度，选择更耐磨的硬质合金。
车刀失效分析
车削培训
1
后刀面磨损
机械磨损是刀片磨损最主要的原因，并随着切削速度提高而增大，磨损痕迹有 直角和锐角两种。 后刀面磨损引起的后果：
切削力的增大， 振动加剧， 温度升高， 表面质量降低， 刀刃偏差导致工件尺寸精度下降。
刀具模具失效模式分析
PVD涂层刀具、模具失效分析郭 硕摘要：1、阐述了刀具、模具的基本失效模式；2、失效模式与原因分析的方法；3、刀具、模具经过PVD （物理气相沉积）处理后，失效模式的分析与改善方法。
关键字：PVD、ALTiN、TiCN、TiN、磨损、失效模式1、概述1.1失效：即产品丧失规定功能。
（国标GB3187-82中定义）比如刀具刃口磨损变钝，不能继续切削使用。
1.2失效模式：是指失效的外在宏观表现形式和过程规律，一般可理解为失效的性质和类型。
1.3失效分析：是指判断产品失效模式，查找失效机理和原因，提出改善和预防措施的活动。
2、失效模式2.1 主要的失效模式（针对模具、刀具、机械零件等）2.1.1 磨损2.1.2 断裂2.1.3 变形2.1.4 腐蚀2.2 磨损2.2.1 磨损过程（如下图所示）（1）磨合阶段（Ⅰ区，O~A）（2）正常磨损阶段（Ⅱ区，A~B）（3）快速磨损阶段，也称严重磨损阶段（Ⅲ区，B~C）图1 磨损过程示意图z磨损是一定会发生的，我们的分析与研究只是为了尽可能延长“正常磨损阶段”（即Ⅱ区）的时间，并能对B点的到来作出准确的预测。
2.2.2 磨损的分类（1）粘着磨损：相对运动的物体，接触表面发生了固相粘着，使材料从一个表面转移到另一个表面的现象。
粘着磨损情况严重时会出现“咬死”“卡死”现象。
z产生原因：①表面粗糙，表面凸起来的部分在摩擦过程中，受到很大压力发生塑性变形，进而彼此粘着。
②接触的两种材料之间物理、化学特性接近，有粘着在一起的可能，比如金属之间可能发生粘着，而金属和木材之间就不可能发生粘着。
z对于刀具、模具而言，轻微的情况就是粘料、积屑，以及进而形成的擦伤、拉毛等。
比如五金拉伸模具，模具表面粘料后，产品将出现拉毛、擦伤等异常。
（2）磨粒磨损：又称磨料磨损或研磨磨损，是指两物体接触时，一方硬度比另一方大得多时，或接触面之间存在着硬质颗粒时，所产生的磨损。
z此类磨损，在我们涂层的模具或零件应用中极为常见。
国产双护盾TBM刀具失效形式及刀具使用管理
国产双护盾TBM刀具失效形式及刀具使用管理成 具靖说杨考剛(中国水利水电第四工程局有限公司兰州市水源地建设工程项目部 甘肃临夏 731699)内容提要双护盾TBM硬岩掘进机具有施工速度快、效率高、安全有保障等特点，在隧道掘进过程中，刀盘是设备最重要的核心部件之一，如何做好滚刀刀具日常的维护保养，是影响TBM掘进进度的重大因素，对 刀盘的管理直接决定着整个项目的成败、成本的投入以及对项目工期的保证都至关重要。
文章结合兰州市水源地建设工程（第二标段）双护盾TBM (全断面隧洞掘进机）施工中滚刀刀具使用中出现的失效形式的维护保 养和刀具使用管理进行分析，对9.8km硬岩段掘进施工进行总结。
1引言水源地项目输水隧洞长12.226km，其中隧洞硬 岩段长8.7km，软岩段长约2.1km，滑行段1.497km。
穿过地质主要为石英闪长岩、石英片岩、花岗岩、变 质安山岩等坚硬岩地层以及泥质砂岩、砂砾岩、粘 土岩等软质岩，其中砂砾岩单轴饱和抗压强度最低 约lOMPa,石英闪长岩最大单轴饱和抗压强度约为 175MPa，穿过的岩层单轴抗压强度差别较大，对刀 具耐撞击性即刀圈韧性要求较高，同时部分岩层石英 含量较髙，对刀具磨蚀磨损较快，要求刀具具有良好 的耐磨性，所以刀具配置需充分考虑韧性及耐磨性。
本项目采用中铁工程装备集团有限公司自主研发的第 一台国产双护盾TBM硬岩掘进机（中铁装备241号)，刀盘采用两半拼接螺栓连接形式组焊而成。
2盘型滚刀的破岩原理刀盘在旋转和推进作用下，滚刀先与地层接触紧 压在岩面上，盘形滚刀一方面绕刀盘中心轴公转，同时绕自身轴线自转，使滚刀在岩面上连续滚压。
盘形 滚刀在刀盘的推力和转矩共同作用下，推力使刀圈压 入岩体，滚动力使刀圈滚压岩体，通过滚刀对岩体的 挤压和剪切使岩体发生破碎，在掌子面上切出一系列 同心圆沟槽。
刀盘旋转并压人岩石的过程中，盘形滚刀对岩石 将产生挤压、剪切、拉裂等综合作用，首先在刀刃下 会产生小块破碎体，破碎体在刀刃下被碾压成粉碎体，继而被压密形成密实核，随后密实核将滚刀压力传递 给周围岩石，并产生径向裂纹，其中有一条或多条裂 纹向刀刃两侧向延伸，到达自由面或与相邻裂纹交汇, 形成岩石碎片，整个过程见图1。
剃齿刀失效分析及质量改进
５ ６ ＨＲ ５～ １ Ｃ，工件 变形 ≤０ ３ ｍ。 ．ｍ
４
８５ ４ ．１
６ ． ５８
８１ ． ７６
６ ８ ４．
△１０ ．
４ ．结 语
注 ：用 恒 一 Ｆ ７０型维 氏 显微 硬 度 计 检 测 。 一 ０
２ ＣＭ Ｔ 厚板类产 品经渗碳 后淬 火 ，对 冷却 速度 ０ ｒｎｉ
碳 化 物 堆 积 碳 化 物 不均 匀 大颗 粒 状 碳 化 鱼骨 状 碳
编 号 程 度 级 别
１
２
— — — —
使 加热 剑很 高 的温 度 也不 会 发 生溶 解 ， 能 靠 轧 制
和锻造 来改 变其形 状 和分 布 。 这 种碳 化物 的彤状 、
度级 别
１ ．剃齿刀试 件的选取及外观检验
从 失效 剃齿 刀 中随 机 抽 取 了 ４件 ，检 测 情 况 如 表 １～表 ４所示 。
表 １ 失 效 刀 具 崩 刃 情 况 对 比
剃齿刀编号 生产批号 锐角侧崩 刃程度 钝角侧崩刃程度
１ ２ ３ ４ ２ ｌ． ＯＯ１ ２ ０ ． ０ ９９ ２ ｌ． ００１ ２ ｌ ． ＯＯ１ ６齿 崩 刃 ３齿 崩 刃 ６齿 崩 刃 ６齿 崩 刃 ３齿 崩 刃 ０齿 崩 刃 １齿 崩 刃 ４齿 崩 刃
１ ２
３
ＨＶ １
ＨＣ Ｒ 换 算 值
△ＨＲ Ｃ
８９５ ５ ． ８５３ ４ ．
８ ９ ３ ５ ．
６ ． ６３ ６ ． ５８
６ ． ６ ３
８１ ． ８４ ８７６ ０ ．
８１ ． ６ ６
６ ． ４９ ６ ． ４２
６ ８ ４．
△ １４ ． △１ ６ ．
切削过程刀具磨损分析与刀具寿命预测
切削过程刀具磨损分析与刀具寿命预测引言切削加工是制造业中常见的加工方法之一，它通过刀具与工件之间的相对运动，将工件上的材料去除，从而达到加工的目的。
然而，在切削加工过程中，刀具的磨损是不可避免的现象，它直接影响着工件的加工精度和切削质量。
因此，研究切削过程中刀具的磨损分析与刀具寿命预测，对提高生产效率和降低成本具有重要意义。
一、刀具磨损的分类与原因刀具磨损可以分为刀尖磨损、侧刃磨损、刀柄磨损等多种类型。
不同类型的磨损会导致刀具的不同失效形式。
刀尖磨损主要是由于切削过程中刀尖与工件间的摩擦，而侧刃磨损则是由于侧面刀刃与工件间的切削力引起的。
刀具磨损的原因主要有以下几点：一是切削过程中的高温对刀具材料的影响，高温会使刀具材料的硬度降低，导致刀具易于磨损；二是切削液的作用，切削液能够减少刀具与工件之间的摩擦，减缓刀具的磨损速度；三是工件材料的硬度与表面粗糙度，硬度大和表面粗糙度大的工件会加剧刀具的磨损。
二、刀具磨损分析的方法刀具磨损分析是通过对刀具表面形貌和材料组织的观察，结合工件的加工状态和磨损特征，来确定刀具的磨损情况和失效形式。
刀具磨损分析的方法有很多，下面介绍两种常用的方法。
一种方法是光学显微镜观察法，通过放大刀具表面的形貌，可以观察到切削留痕、磨损痕迹等磨损特征。
这种方法简单易行，但只能观察到表面的磨损情况，不能深入了解刀具内部的磨损程度。
另一种方法是电子显微镜分析法，通过扫描电子显微镜（SEM）观察样品表面的形貌和微观结构，可以直观地观察到刀具的磨损情况，同时还可以对刀具的失效机理进行深入研究。
这种方法具有高分辨率、观察范围广等优点，但需要专业的设备和技术支持。
三、刀具寿命预测的方法刀具寿命预测是指在切削过程中，通过对刀具的磨损特征和工件的加工状态进行实时监测和分析，以确定刀具的寿命和更换时机。
刀具寿命预测的方法有很多，下面介绍两种典型的方法。
一种方法是基于经验公式的预测方法，根据生产实践和经验总结出的刀具寿命公式，结合刀具的使用状态和磨损情况，来估计刀具的剩余寿命。
加工中心刀库的常见故障现象及原因
加工中心刀库的常见故障现象及原因加工中心是一种高效率、高精度的机床，广泛应用于各个制造行业。
刀库是加工中心的重要组成部分，它存放着各种刀具，为加工提供必要的切削工具。
然而，刀库在长期使用过程中可能会出现一些常见的故障现象。
本文将对加工中心刀库的常见故障现象及原因进行详细介绍。
一、刀具损坏现象1. 刀具断裂：加工中心刀具在高速旋转、高频率切削下，容易受到较大的冲击和振动，从而导致刀具断裂。
刀具断裂的原因可能是刀具质量不合格、刀具材料不适合加工材料、刀具固定不稳等。
2. 刀具磨损：刀具在长期使用过程中，由于摩擦和冲击等因素的作用，会出现刀具磨损的现象。
刀具磨损严重会导致加工质量下降、加工效率降低等问题。
刀具磨损的原因主要有切削力过大、切削速度过快、切削液不合适等。
二、刀具松动现象1. 刀具夹持不牢：加工中心刀库中的刀具夹持装置可能会由于长期使用而松动，导致刀具夹持不牢。
刀具夹持不牢的原因可能是夹持装置磨损、夹持力不足等。
2. 刀具固定螺纹松动：刀具固定螺纹在长期使用中可能会出现松动的情况，导致刀具松动。
刀具固定螺纹松动的原因可能是螺纹磨损、螺纹孔底不平整等。
三、刀具位置偏移现象1. 刀具位置偏移：加工中心刀库中的刀具在使用过程中，由于各种原因可能会出现位置偏移的现象。
刀具位置偏移的原因可能是刀具夹持力不均匀、刀具松动、加工中心主轴误差等。
2. 刀具长度偏差：刀具在长期使用过程中，可能会因为各种原因导致长度偏差。
刀具长度偏差的原因可能是刀具磨损、刀具夹持力不均匀等。
四、刀库故障原因分析1. 设备老化：加工中心刀库经过长时间的使用，设备的各个部件可能会出现老化现象，导致故障的发生。
2. 操作不当：加工中心刀库的操作人员在使用过程中，如果操作不当，如刀具固定不牢、刀具夹持力不均匀等，都可能导致刀库故障的发生。
3. 材料不合适：刀具材料的选择对于加工质量和刀具寿命有重要影响。
如果材料不合适，容易导致刀具损坏和刀具松动等问题。
刀具破损磨损崩刃怎么办+刀具寿命如何估算(培训课件)
加入刀具破损、磨损、崩刃怎么办？从根本上分析刀具失效原因，附有解决方案，快来了解一下！刀具破损的表现D切削刃微崩当工件材料组织、硬度、余量不均匀，前角偏大导致切削刃强度偏低，工艺系统刚性不足产生振动，或进行断续切削，刃磨质量欠佳时，切削刃容易发生微崩，即刃区出现微小的崩落、缺口或剥落。
出现这种情况后，刀具将失去一部分切削能力，但还能继续工作。
继续切削中，刃区损坏部分可能迅速扩大，导致更大的破损。
2）切削刃或刀尖崩碎这种破损方式常在比造成切削刃微崩更为恶劣的切削条件下产生，或者是微崩的进一步的发展。
崩碎的尺寸和范围都比微崩大，使刀具完全丧失切削能力，而不得不终止工作。
刀尖崩碎的情况常称为掉尖。
3）刀片或刀具折断当切削条件极为恶劣，切削用量过大，有冲击载荷，刀片或刀具材料中有微裂，由于焊接、刃磨在刀片中存在残余应力时，加上操作不慎等因素，可能造成刀片或刀具产生折断。
发生这种破损形式后，刀具不能继续使用，以致报废。
4）刀片表层剥落对于脆性很大的材料，如Tie含量很高的硬质合金、陶瓷、PCBN等，由于表层组织中有缺陷或潜在裂纹，或由于焊接、刃磨而使表层存在着残余应力，在切削过程中不够稳定或刀具表面承受交变接触应力时极易产生表层剥落。
剥落可能发生在前刀面，刀可能发生在后刀面，剥落物呈片状，剥落面积较大。
涂层刀具剥落可能性较大。
刀片轻微剥落后，尚能继续工作，严重剥落后将丧失切削能力。
5）切削部位塑性变型具钢和高速钢由于强度小硬度低，在其切削部位可能发生塑性变型。
硬质合金在高温和三向压应力状态直工作时，也会产生表层塑性流动，甚至使切削刃或刀尖发生塑性变形而造成塌陷。
塌陷一般发生在切削用量较大和加工硬材料的情况下。
TiC基硬质合金的弹性模量小于WC基硬质合金，故前者抗塑性变形能力加快，或迅速失效。
PCD、PCBN基本不会发生塑性变形现象。
6）刀片的热裂当刀具承受交变的机械载荷和热负荷时，切削部分表面因反复热胀冷缩，不可避免的产生交变的热应力，从而使刀片发生疲劳而开裂。
硬质合金刀高速铣削Cr12模具钢的磨损失效分析
口 宋海 潮 口 滕宏 春 口 何延 辉
南 京 工 业 职业 技 术学 院 南 京 ２ ０ ４ １０ ６
摘
要 ： 究硬 质 舍 金 刀具 在 高 速铣 削 淬 硬 模 具 钢 Ｃ ｌ过 程 中 刀 具 磨 损 的 原 因 ， 析 了 刀 具 寿 命 的 影 响 因 素 ， 通 研 ｒ２ 分 并 刀 具 磨 损 文 献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ０—４ ９ （０ ０ ０ １０ ９ ８ ２ １ ）４—０ ４ ０ ０ ７— ２
一
Ｔ： Ｃ
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（１ ）
式 中 ： 为 刀 具 耐 用 度 ／ ｉ 为 切 削 速 度 ／（ ・ ａ ｒ ｎ； ｍ
个 极 其 重 要 的 问 题 。 具 型 腔 一 般 都 采 用 高 强 度 的 模 耐磨 材 料 制造 ， 些 材 料 经 淬 火 处 理后 硬 度 一 般 都要 这
过 扫 描 电镜 和 能 谱 分 析 的方 法对 刀具 的磨 损 机 理 进 行 研 究 ， 出刀 具 磨 损 的主 要 原 因 。 找
关 键 词 ： 质 合 金 刀 淬 硬 模 具 钢 硬 中 图分 类 号 ：Ｇ １ Ｔ ７４
１ 模 具 切 削 概 述
精 密 模 具 型 腔 高 速 铣 削 加 工 过 程 中 ， 具 磨 损 是 刀
ｍｉ ） ｆ ｎ ； 为 每 齿 进 给 量 ／（ ｍｍ ・ｚ ） ｎ 为 轴 向 切 削 ；。
深 度 ／ｍｍ ； 为 径 向 切 削 深 度 ／ ０ ｍｍ ； ｂ 、 ２ ｂ 、 Ｃ、 。 ｂ 、 ３ ６为
在 ５ ０ ＨＲＣ 以 上 ， 此 高 速 铣 削 这 些 淬 硬 钢 时 ， 仅 接 因 不 触 区 的压力 高 ， 且 铣 削温 度 也很 高 ， 这 种 高温 高压 而 在 下 ， 屑和 工件 材 料沿 着刀 具 不断 移动 ， 坏 了刀 具表 切 破
铣削加工中的加工失效分析
铣削加工中的加工失效分析铣削加工是工业中常用的加工方法之一，广泛应用于航空、汽车、机床、模具等领域。
在铣削加工中，由于加工物料和刀具的不同，可能会出现加工失效的情况，这不仅会影响加工效率和质量，还会导致刀具磨损，加剧设备维修和更换的成本。
因此，对于铣削加工中的加工失效分析并采取预防措施就显得非常重要。
一、铣削加工中的加工失效铣削加工是一种高速切削的加工过程，所以加工中会产生高温和高压力，同时会有材料流动和机械应力等多种因素同时作用。
这些因素会导致加工表面粗糙、损坏等不良现象，一些常见的加工失效如下：1. 切削刃失效：这是指铣削刀具切削刃在加工中失效，通常分为断刃、磨损、塑性变形失效，其中最常见的是磨损。
2. 表面质量失效：主要表现为表面毛刺、硬化、脆性断裂等不良现象，常见原因是加工参数选择不当，刀具磨损严重等。
3. 刀具烧损：由于高温或者不良润滑等原因，刀具表面会出现氧化或者变色，进一步导致刀具寿命降低。
二、加工失效的分析方法在铣削加工过程中，如何快速有效地发现加工失效的原因，是加工质量的保障。
目前，有多种分析方法被广泛采用：1. 金属显微分析：通过显微镜观察加工后的样品切削区域的组织结构，分析加工中可能存在的问题。
2. 表面形貌分析：通过扫描电子显微镜观察被加工物体表面的细微结构，发现加工时的形貌变化和磨损状态等。
3. 刀具形貌分析：通过扫描电子显微镜或投射显微镜等设备，研究铣削刀具不同部位的磨损情况，包括刀尖、端部和侧面。
4. 实验模拟分析：采用数值仿真技术，模拟铣削加工过程中的热、力、流等因素的作用，分析加工过程中的动力学特性和机械性能。
5. 开发预警系统：通过高频检测和智能诊断技术，建立铣削加工设备的预警系统，及时发现加工失效并进行处理，从而避免设备的进一步损坏。
三、预防措施针对铣削加工中出现的加工失效问题，采取一定的预防措施可以有效降低加工成本，提高产品质量和工作效率：1. 合理的刀具选择：选择耐磨损的切削刃、刚性好的刀柄、散热性能好的刀具材料，根据加工物料的不同选择合适的刀具切入角度和切削速度等参数。
刀具涂层失效分析报告模板
刀具涂层失效分析报告模板1. 概述该报告旨在对刀具涂层失效的原因进行分析和探讨，并针对分析结果提出相应的解决措施。
此次失效分析的刀具种类为 XXX，并且涂层为 XXX。
2. 失效现象描述在生产过程中，我们发现该批次刀具涂层失效情况比较严重，其表现为：•切削力持续升高；•刀具寿命明显缩短；•刀具表面明显磨损。
3. 失效分析3.1 初步判断首先，通过对失效现象的观察和分析，我们可以初步判断该刀具的涂层失效原因可能是：•刀具本身的质量问题；•加工条件不合适。
3.2 细致分析针对该刀具失效现象，我们在实验室进行了细致分析。
实验结果如下：1.金相组织观察通过金相组织观察，我们发现该刀具涂层的结构变得粗糙，并出现明显的裂痕。
这可能是因为加工温度过高、涂层膜层间应力过大等原因引起的。
2.X射线衍射分析通过X射线衍射分析，我们发现该涂层中含有一些非晶态(或非晶态掺杂晶态)的结构，而这种结构会增大膜层应力，造成膜层的裂纹。
同时，我们还发现涂层的晶粒尺寸变大，这可能是由于加工温度过高所引起的。
3.摩擦系数实验通过摩擦系数实验，我们发现该涂层摩擦系数不稳定，并且存在明显的摩擦曲线波动，这与涂层表面的粗糙度增大有关。
3.3 失效原因分析综合实验结果，我们认为该刀具涂层失效的原因主要有：1.加工温度过高，导致涂层中非晶态结构形成，膜层应力增大，使膜层出现裂纹；2.涂层表面由于加工粗糙度过高，摩擦系数不稳定，导致切削时涂层表面发生过大的磨损；3.涂层层间结合力降低，导致涂层层间剥离。
4. 解决方案建议针对以上分析结果，我们提出以下解决方案建议：1.调整加工温度，控制在所选涂层的最适温度范围内；2.对刀具的涂层进行更加科学的处理以提高涂层表面的平滑度；3.避免使用粗糙的加工介质，尽量使用纯水冷却液；4.对涂层的制备工艺进行优化，使涂层层间结合力增强；5.加强对涂层刀具的检测和维护管理。
5. 总结本报告对刀具涂层失效进行了分析和探讨，并提出了相应的解决方案建议。
机床用刀具8种常见的失效模式!
机床用刀具8种常见的失效模式！刀片失效及其对生产设备的不利影响类似于运动员磨损一双优质的跑鞋。
正如鞋子承受运动员的体重一样，刀片反复承受着巨大应力，导致磨损和损耗。
如果不进行解决，磨损会使运动员感到疼痛，并会降低制造商的加工精度和生产率。
但是，制造商可以分析所用的刀具，以尽可能延长刀具寿命和预测刀具的使用，从而保持零件的精度并减少设备性能下降。
早期刀片检查对确定失效根源至关重要，因为此时易于观察和报告。
若不采取这些重要步骤，就有可能混淆不同类型的失效模式。
为了方便刀片检查，可以使用立体显微镜。
立体显微镜具有良好的光学特性、充足的照明和至少20 倍放大率，因此对识别导致刀片过早磨损的失效模式非常有利。
后刀面磨损任何类型的材料的正常磨损都可能导致刀片失效。
正常后刀面磨损是最受欢迎的磨损形式，因为它是最容易预见的刀具失效类型。
后刀面磨损一般很均匀，它随着加工材料磨损切削刃而逐渐显现出来，类似于刀刃变钝。
当工件中坚硬的细微夹杂物或加工硬化的材料切入刀片时，会出现正常后刀面磨损。
产生这种磨损的原因包括低速切削时的磨料磨损和高速切削时的化学反应。
识别正常后刀面磨损时，会发现沿着刀片的切削刃形成一个相对均匀的磨痕。
有时，工件上的金属会擦伤切削刃，夸大了刀片磨痕的表观尺寸。
为了减缓正常后刀面磨损，重要的是采用不会发生微崩的最硬刀片材质等级，并且使用最轻快的切削刃来减少切削力和摩擦。
另一方面，后刀面快速磨损是人们不希望见到的，因为这会降低刀具寿命，无法达到15 分钟的典型切削时间。
在切削耐磨材料，比如球墨铸铁、硅铝合金、高温合金、热处理后的沉淀硬化(PH) 不锈钢、铍铜合金及钨硬质合金，以及在切削非金属材料，例如玻璃纤维、环氧树脂、强化塑料和陶瓷时，常会出现快速磨损。
快速后刀面磨损的迹象类似于正常磨损。
为了纠正快速后刀面磨损，重要的是选择更耐磨、更坚硬或镀层硬质合金刀片材质等级, 并确保使用适当的冷却液。
降低切削速度也非常有效，但这不符合生产需要，因为这会对加工周期带来不利影响。
泥水盾构刀具失效分析及应对措施
泥水盾构刀具失效分析及应对措施董伯让【摘要】盾构施工过程中刀具失效较为常见,本文以穿黄隧道泥水盾构施工为研究案例,对泥水盾构在卵砾石地层掘进过程中,各类刀具的失效情况进行归纳总结,结果表明:滚刀失效形式主要以磨损为主,主要有均匀磨损、弦磨和刃偏磨三种形式;刮刀主要有磨损、刀刃崩断、刀刃脱落三种失效形式.针对泥水盾构刀具失效情况,从刀具选型、刀具结构改进和盾构施工参数等方面提出了增加刀具可靠性的处理措施,泥水盾构刀具的失效情况得到显著改善,为后续施工及类似工程提供一定的参考价值.【期刊名称】《甘肃科技》【年(卷),期】2016(032)017【总页数】4页(P102-104,145)【关键词】泥水盾构;卵石地层;刀具失效;应对措施【作者】董伯让【作者单位】中国铁建兰州轨道交通工程指挥部, 甘肃兰州 730000【正文语种】中文【中图分类】TU94随着我国地下空间工程的高速发展，盾构机施工由于其诸多优点已被广泛应用于地下空间地开挖［1-2］。
盾构掘进主要通过其刀盘推进及旋转，带动刀盘上的各类刀具对岩土进行切割［3-6］。
泥水盾构可以通过泥水压力作用，稳定掌子面，更有利于盾构推进掘进且能有效防止地表沉降。
但由于其高水压作用，导致换刀困难，往往延误施工工期，造成巨大的经济损失［7，8］。
为此，本文以兰州地铁穿黄隧道施工工程为对象，首先分析该泥水盾构刀具失效规律，然后针对刀具失效情况提出相应措施，以便降低刀具失效数量，提高刀具使用寿命，节约工期。
2.1 工程概述本项目施工区段范围为：奥体中心站至中间风井区，区间左线长984.791m，右线长982.250m，采用复合式泥水盾构施工。
线路起始于奥体中心站的东端，区间沿深安路下穿黄河，下穿黄河段长度约为317m。
线路采用双线同侧绕避深安大桥，由大桥上游下穿河底通过。
2.2 工程地质始发段隧道穿越地层主要为全断面卵石层。
隧顶覆土厚度为12.6m，覆土厚度由上至下依次为：杂填土层，厚度1m；卵石层，厚度10m；卵石层，厚度1.6m。
张学强-上软下硬地层下滚刀失效及应对措施
刀刃与岩石接触区域任 意点压强如图3所示，设 滚刀在初始状态刚好与滚 压弧区接触，在刀盘开始 转动的瞬间，由于滚刀上 任意点均按摆线轨迹运动 ，在一定的滚刀转角增量 条件下，A点沿摆线方向 的位移量依次大于B点的 位移量，在岩石弹性范围 内，A点的压强依次大于 B点的压强，在A点的岩 石达到破坏瞬间，弧区各 点的
硬岩复合地层下滚刀的磨损失效原因分析硬岩复合地层下针对滚刀的失效形式分析状态描述原因分析改进措施修复方法正常磨损仅刀圈磨损且磨损均匀一刀圈出现局部崩碎原因主要原因是刀圈硬度偏高韧性偏低刀圈热处理工艺改进刀圈材料选择一般情况下只需更换刀多边磨一般为刀圈局部崩碎造成偏磨随地层变化刀体内部未破坏受力后转动刀圈热处理工艺改进刀圈材料选择大部分只需更换刀圈少数刀体有磨损的需更原因很多过载轴承与密封装配问题施工参数选择尽可能大载荷的轴承轴承游隙密封压力整体结构施工参数等方面调整一般较轻磨损的只需换刀圈较大部分的刀体轴承密封置换刀圈断裂刀圈硬度过高韧性差刀圈热处理工艺改进刀圈材料选择一般磨损较严重刀体必须更换整刀掉落螺栓松脱螺纹部分淬火处理标准螺纹制作更换安装部件山东天工内部资料案例分析轴承损坏
硬岩复合地层下针对滚刀的失效形式分析
状态描述 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
正常磨损 刀圈崩牙
原因分析
仅刀圈磨损且磨损均匀一 致 刀圈出现局部崩碎原因主 要原因是刀圈硬度偏高， 韧性偏低 一般为刀圈局部崩碎造成 偏磨，随地层变化，刀体 内部未破坏，受力后转动 再偏磨 原因很多，过载、轴承与 密封、装配问题施工参数 等
1、刀圈材料选择。刀圈选用一种新型 合金热作模具钢，其合金含量高达 15%，含碳量达0.8%，原材料冶炼 过程采用电炉冶炼、真空除气、电 渣从熔、高压锻造等先进冶炼工艺 ，从原材料源头就有效控制钢材的 纯度及性能。
路面铣刨刀具失效机理与形式分析
延续， 刀具 失去轴对 称状态 ， 当剩余 刀体的截面 尺寸达到 一 定值 ， 刀具将因不能承受正常工作中 ２ ０ ｓ ２ ０ ｓ ０Ｎｈ－ ５ Ｎｈ Ｌ 的弯
摩擦相 比。 损在较大程度 上得 以削弱， 是 由于摩擦 力一 磨 这
的更换 费用 为主 。如维特 根 ２ ０ＤＣ 型路面 铣刨机 ，采用 ００ Ｒ０ Ｌ ９路面铣刨 刀具 ， 价格约 为 ６ ～ ０元／ ， 刨转子 设计 Ｏ８ 支 铣 安装刀具数 为 １４支 ， ５ 一次性更换刀具费用近 万元。 目前对 路面铣刨刀具的进 口依赖性， 直接影 响到路面养 护施工 的生
存在 使得铣刨 转子带动 刀座 及刀 具相对路 面做铣刨 切削作
业 时， 刀具在刀座 内做定轴旋转运动 。正 是刀具的这一定轴 旋 转运动 ， 实现 了刀具 的正常磨损 失效 ， 证 了刀 具的正常 保
产成本和经 济效益 ， 必须通 过路面铣刨 刀具 的国产化 ， 形成
国产化： 具与进 口刀具在质量上的对峙 ， ７ 丁 实现 其国 内市场价
１． ． １主运 动 １
投稿 日期 ：０５ ２０ 一
基 金 项 目 ： 龙 江 省 自然 科 学 基金 资 助项 目（２ ０ —１ １ 黑 Ｅ００ ２ ）
将刀具设计 为子弹 型轴对称 结构， 本质原 因是 为了刀具 在切 削作业 中，利用和适 应其在 刀座 内所做 的定轴旋 转运 动 。由于切 削作业在 刀具的定轴转动中完成 ， 使得 在石英等 硬质骨料剥离破碎离 开路 面前 ， 刀具 的刀 头和 刀体作业中受 到的必然性磨粒磨损 ， 与刀具非转动作业状态 下的完全滑动
维普资讯
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馨急 爨熏
Ｔ ｎｇ＆ｃｏ Ａａｆｏ ｕａｎＴＣ ｅ ｏｙ Ｅｎｙ ｅｏ ｍ ｎｔｓＥ ） ｃ ｌ ｏｍｉ ｒ ｍｉｉ （Ａ ｈｏ ｎ ｓ Ｃ ｃｏ
精密加工成型(专用)刀具过早失效原因分析
有 很高 的性 价 比。因 为生产 线不 能老 停机 。通 常用
于高精切 削 的硬质 合金 刀具 多 采用 Ｃ Ｄ复合 涂层 。 Ｖ
该 类 涂 层 刀 具 既 具 有 高 韧 性 、 耐 磨 性 又 能 抗 月 牙 高
洼磨 损 ， 在高 温下仍 能保 持较 好 的综 合 性能 ， 使用 寿 命 可成 十倍提 高 ｌ 。 ｌ Ｊ
Ｈｕ Ｘｉ ｈ ａ ｃｕｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｔｈ ｃ ｉ ｅ ａ ａ ｌ ｒ ｆｔ ｅ ｔｏ ｓ ｉ ａ ｍ ｏ ｔ ｅ ｑｕ ｌｔ ｆｔ ｒ ｕ ｔ ，ｔ ｅ ｐ ｄ ｃ ｉ ｎ ｅ ｉ ｉ ｎ ｙ ｓ ａ ｄ ｐ ｄ ｃ ｉ ｎ ｅ ａ ｃ ｄ ｎｔｌｆ ｉ ｅ ｏ ｏ ｌ ｓ ｈ ｒ ｔ ｈ ａ ｉ ｏ ｕ ｈ ｙ ｈｅ ｐ ｏｄ ｃ ｓ ｈ ｒ ｕ ｔ ｆ ｃ ｅ ｃ ｉ ｎ ｒ ｕ ｔｏ ｏ ｏ ｏ
２ １ 基 体 组 织 ．
图 １ 过 早 失 效 刀 片 形 貌 （ ０ ×５ ）
等 引起 。但是 ， 不 排 除刀 具 自身 内在质 量 出现 问 也
题 。本文 通过 对正 常加工 中过早失 效 的成型 刀具 进 行 剖析 ， 从基体 材 质 、 加 工过 程 、 机 涂层 三 大 工 序 探
越来 越 高 。刀具 过 早失 效 ， 严 重 影 响 加工 产 品 的 将 质量 、 降低生 产效 率 、 提高加 工成 本 。最常 见 的刀具 失效机 理是 刀尖 和切 削 刃 破损 （ 刃 ） 多数 情 况 是 崩 ， 由于高 的应力 和切 削力 ， 切 削 刃 处切 削环 境 恶 化 在
１ 引 言
硬质合 金涂 层刀 具是 高精 密成 型加工 刀具 中最 常用 的刀具 。 由于 加 工过 程 的特 殊 性 ， 产线 上 使 生 用 的成 型刀 具不 仅要 求刀具 精度 高 、 削性 能好 、 切 工
剪切机刀具失效分析研究
剪切 机 刀具 失效 分 析研 究米
王 昆 ， 邹 树 梁 ， 唐 德 文
（ １ ． 南 华 大 学 机 械 工程 学院 ，湖 南 街 阳 ４ ２ １ ０ ０ １ ；２ ． 南 华 大 学 核 能 经 济 与 管 理 研 究 中心 ，湖 南 衡 阳 ４ ２ １ ０ ０ １ ）
摘 要 ： 剪切 机 是核 燃 料 处 理 工 程 的关 键 设 备 ， 其 剪 切 刀 具 用 于 剪 切 复 合 材 料 组 件 ， 剪切 刀具 的工 况 直接 影 响
洼； 后 刀 面磨损 是 由于 被切 削 的工 件 发 生 弹性 变形 从 而摩 擦 刀具后 刀 面造 成 的 。实际 上 ， 无论 工 件 的 材料 性能 如何 ， 刀具 的前 、 后刀 面上都会 有磨损 。
表 １ 不 同 刀具 材 料 的 主 要 失效 形 式
刀 具 材 料 碳 素 工 具 钢 合 金 工 具钢 钨 系 高 速 钢 Ｐ类 硬 质 合 金 陶 瓷 金 刚 石 立 方 氮 化硼 主 要失 效 形 式 热 变形 热 变形 热 变形 弯 曲 变形 、 脆 断 弯 曲变 形 、 脆 断 热变形、 弯 曲变 形 、 脆 断 脆 断
整个 剪切 工 作 的 效 率 。 由于 实 际 生 产 过 程 中刀 具 的 磨 损 非 常 严 重 ．导 致 刀 具 过 早 失 效 。 通过 分 析 在 实 际 生 产 过 程 中刀 具 出现 的 主 要 失效 形 式— — 磨 损 ，从 而 为 提 高 刀 具 使 用 寿 命 提 供 一定 的理 论 依 据 。 关键 词 ：剪 切 机 ； 刀具 失效 ；刀 具 磨 损 中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｇ３ ３ ３ ． ２ ｌ 文 献标 识 码 ：Ａ
数控车床的车刀磨损的形式和原因分析
数控车床在切削过程中，刀具磨损到一定程度，切削刃崩刃或破损，切削刃卷刃（塑变）时，刀具就丧失其切削能力或无法保障加工质量，称为刀具失效。
刀具破损的主要形式和产生原因及对策如下：1.数控车床后刀面磨损后刀面磨损是由机械应力引起的出现在后刀面上的摩擦磨损。
由于刀具材料过软，刀具的后角偏小，加工过程中切削速度太高，进给量太小，造成后刀面磨损过量，使得加工表面尺寸精度降低，增大了摩擦力，应该选择耐磨性高的刀具材料，同时降低切削速度，提高进给量，增大刀具后角，这样才能避免减少后刀面磨损现象的发生。
2. 数控车床刀具边缘磨损主切削刃上的边界磨损常见于与工件的接触面处。
主要原因是工件表面硬化、锯齿状切削造成的摩擦，影响切削的流向并导致崩刃。
只有降低切削速度和进给速度，同时选择耐磨的刀具材料并增大前角，才能使切削刃更加锋利。
3.数控车床前刀面磨损在前刀面上有摩擦和扩散导致的磨损较前刀面磨损。
前刀面磨损主要由切削和工件材料的接触以及对发热区域的扩散引起的。
另外刀具材料过软，加工过程中切削速度太高，进给量太大，也是前刀面磨损产生的原因。
前刀面磨损会使刀具产生变形、干扰排屑、降低切削刃强度。
降低切削速度和进给速度，同时选择涂层硬质合金材料，可以减少前刀面的磨损。
4. 数控车床刀具塑性变形塑性变形是切削刃在高温或高应力作用下产生的变形。
切削速度、进给速度太高以及工件材料中硬质点的作用，刀具材料太软和切削刃温度和高等，是产生塑变形的主要原因。
它会影响切屑的形成质量，有时也可产生崩刃。
可采取降低切削速度和进给速度，选择耐磨性高和热导率高的刀具材料等对策，以减少塑变形的产生。
5. 积屑瘤积屑瘤是工件材料在刀具上的粘附。
积屑瘤会降低加工表面质量并会改变切削刃形状，最终导致崩刃。
采取的对策有提高切削速度，选择涂层硬质合金或金属陶瓷等与工件材料亲和力小的刀具材料，并使用切削液。
6.数控车床刃口剥落切削刃上休闲一些很小的缺口和不均匀的磨损，即为刃口剥落，主要由断续切削、切屑排除不流畅造成。
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机械失效
机械崩刃 (后刀面崩刃)定位不当，过长 切削力
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(前刀面 )
(后刀面)
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积屑瘤-前刀面
- 工件材料熔结到切削刀具前刀面。 - 使刀具微观几何形状（槽形）发生变化，引起切削力 的增大，最终导致刀具断裂。
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热变形
• 刀刃上的折皱或者钝化
– 刀具软化使得硬质合金颗粒流动 – 由于高温高压引起
• 通常在高速下加工合金钢产生
认识刀具失效机理的重要性 哪个是后刀面崩刃?
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认识刀具失效机理的重要性 哪个是切深处破损?
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B
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疑问？？
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韧性失效
前刀面崩刃 不合适的 后角
热
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韧性失效
减少切深 切深不变，切削速度不变，就要将进给变慢 刃口强壮一些刀片 减小主偏角 如果是断续切削，那么刀片材质韧性好，检查系统系统刚性等
• 增强断屑槽形
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认识刀具失效机理的重要性 哪个是后刀面磨损?
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• 热变形
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积屑瘤 • 工件材料熔结到刀具切削刃
– 前刀面积屑瘤
– 后刀面积屑瘤
• 通常在加工软性，粘性 材料时发生
刀具失效分析
Global Knowledge Center 国际知识中心
刀具失效种类 哪种失效形式是正常的？
磨粒磨损
• • 后刀面磨损 积屑瘤 – 前刀面积屑瘤 – 后刀面积屑瘤 热裂纹 月牙洼磨损 热变形 崩刃 – (后刀面崩刃) – (前刀面崩刃) 切深处的沟槽破损 断裂
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减少切深处破损
• 使用CVD涂层 • 富钴层基体
• 减小主偏角 (减小力度，使切屑
变薄)
• 采用锥形切削（变切深）
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使热裂纹最小化 • 选用韧性更好,有更佳抗冷热冲击的刀具材料
• 使用含有更多TiC / TaC 的刀具材料
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认识刀具失效机理的重要性
• 在提出解决方案之前正确认识问题相当重要 • 不适当的判断将导致错误刀具的选用
后刀面崩刃
切削力
小
大
微观崩刃
减少刀杆的长度 选择带有更大负前角的刀具 使用更大的倒棱或者倒圆的这种切削刃 选择更强的刀具材料 降低进给速度
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– 实例: 在刀具破碎后，月牙洼磨损和热变形容易当成是断裂破碎来处理.
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机械失效
崩刃 • 后刀面崩刃 • 前刀面崩刃
• 使用含有更多钴的硬质合金刀具材料
• 如有可能避免使用冷却液，或者 使用不间断的稳定的冷却液供应
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月牙洼 • • • • 能在刀具前刀面上观察到 通常在高速加工碳钢的情况下出现 由切屑极高的热量和压力引起 包括刀具材料向切屑的扩散或溶合
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热裂纹
• 热裂纹是一些平均分布并垂直 于切削刃的裂纹
• 一般发生在铣削和间断切削中
• 是由切削刃上反复的冷热循环 的冷热冲击引起
认识刀具失效机理的重要性
哪个是由于热膨胀导致的前刀面崩刃？
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D
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认识刀具失效机理的重要性 哪个是热裂纹?
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认识刀具失效机理的重要性 哪个是月牙洼?
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使热变形最小化
• 使用CVD 涂层刀具 • 使用TaC 含量较高的刀具材料 • 使用低钴含量的刀具材料
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断裂
• 两侧有同样的崩刃或断裂 • 在断续车削或装夹刚性不够的 情况下发生 • 许多因素引起,良好的应用条件 是必需
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使月牙洼磨损最小化
• 强度更大的刀片槽型 • 降低切削速度 • CVD涂层 • 使用更高TiC 含量的刀具基体材料
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积屑瘤-后刀面 这通常是切削刃上不适当的后角所导致.
软而有弹性的材料容易在切削后出现回弹现象，和后刀面产 生摩擦.