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刀具破损的症状

1）切削刃崩刃

当工件材料组织、硬度、余量不均匀，前角过大，导致切削刃强度低，工艺系统刚性不足产生振动，或断续切削，磨削质量差，切削刃容易出现到崩边，即边缘区域出现小的崩边、刻痕或剥落。 发生这种情况时，该工具将失去一些切割能力，但会继续工作。 随着切割的继续，边缘区域的损坏部分可能会迅速扩大，从而导致更大的损坏。

2) 切削刃或尖端的崩刃

这种损伤往往发生在比切削刃崩刃更恶劣的切削条件下，或者是崩刃的进一步发展。 崩刃的大小和范围大于崩刃，使刀具完全失去切削能力，不得不停止工作。 尖端的碎裂通常称为点滴。

3）刀片或刀具坏了

当切削条件极其恶劣、切削量过大、有冲击载荷、刀片或刀具材料有微裂纹、刀片因焊接和刃磨产生残余应力、操作不慎等因素时可能会损坏刀片或工具。 崩解。 发生这种形式的损坏后，刀具就不能继续使用，从而报废。

4）刀片表层剥落

对于脆性大的材料，如TiC含量高的硬质合金、陶瓷、PCBN等，由于表面组织存在缺陷或潜在的裂纹，或因焊接和刃磨而在表面产生残余应力，在切削过程中它当不够稳定或工具表面受到交变接触应力时，很容易剥落表面层。 剥皮可能发生在前刀面上，刀可能发生在后刀面上。 剥离呈片状，剥离面积较大。 涂层工具更容易剥落。 刀片轻微剥落后，可继续工作，严重剥落后，将失去切割能力。

5）切削件塑性变形

由于工具钢和高速钢的强度和硬度较低，切削部分可能会发生塑性变形。 硬质合金直接在高温和三维压应力状态下工作时，也会在表面产生塑性流动，甚至引起切削刃或刀尖的塑性变形而造成崩塌。 崩边一般发生在切削量较大和加工硬质材料时。 TiC基硬质合金的弹性模量小于WC基硬质合金，因此前者抵抗塑性变形的能力加快，否则会迅速失效。 PCD和PCBN基本不发生塑性变形。

6）叶片热裂

当刀具承受交变的机械和热载荷时，切削部分的表面会因反复的热胀冷缩而不可避免地产生交变热应力，从而导致刀片疲劳和开裂。 例如，硬质合金铣刀在高速铣削时，刀齿不断受到周期性冲击和交变热应力，前刀面产生梳状裂纹。 有些工具虽然没有明显的交变载荷和交变应力，但也会因表层和内层温度不一致而产生热应力。 此外，刀具材料内部不可避免地存在缺陷，因此刀片也可能出现裂纹。 裂纹形成后刀具有时还能继续工作一段时间，有时裂纹迅速扩大导致刀片断裂或刀面严重剥落。

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刀具磨损

1、按磨损原因可分为：

1）磨料磨损

被加工材料中常有一些硬度极高的微小颗粒，能在刀具表面划出沟槽，这就是磨料磨粒磨损。 所有表面都存在磨粒磨损，最明显的是前刀面。 而且，麻磨损在各种切削速度下都会发生，但对于低速切削，由于切削温度较低，其他原因造成的磨损并不明显，因此磨粒磨损是主要原因。 另外，刀具硬度越低，磨粒损伤越严重。

2）冷焊磨损

切削时，工件、切削面和前后刀面之间有很大的压力和强烈的摩擦，所以会发生冷焊。 由于摩擦副之间的相对运动，冷焊会产生裂纹并被一侧带走，造成冷焊磨损。 在中等切削速度下，冷焊磨损通常很严重。 根据实验，脆性金属比塑性金属具有更强的抗冷焊性； 多相金属比单向金属小； 金属化合物比简单物质具有较低的冷焊倾向； 化学元素周期表中B族元素和铁的冷焊倾向较小。 低速切削高速钢和硬质合金时，冷焊更为严重。

3）扩散磨损

在高温切削和工件与刀具接触过程中，两侧化学元素呈固态相互扩散，改变刀具的成分结构，使刀具表面变脆，加剧刀具磨损工具。 扩散现象始终保持高深度梯度的物体向低深度梯度的物体连续扩散。 例如硬质合金在800℃时钢粗糙度，其中的钴会迅速扩散到切屑和工件中，而WC会分解成钨和碳并扩散到钢中； 当PCD刀具切削钢铁材料时切削温度高于800℃时，PCD中的碳原子会以较大的扩散强度转移到工件表面，形成新的合金，工具的表面将被石墨化。 钴、钨的扩散比较严重，钛、钽、铌的抗扩散能力比较强。 因此，YT硬质合金具有更好的耐磨性。 在切割陶瓷和PCBN时，当温度高达1000°C-1300°C时，扩散磨损并不明显。 由于工件、切屑和刀具的材料不同，切削时接触区会产生热电势。 这种热电势能促进扩散，加速刀具的磨损。 这种在热电势作用下的扩散磨损称为“热电磨损”。

4）氧化磨损

当温度升高时，刀具表面被氧化，产生较软的氧化物被切屑摩擦，称为氧化磨损。 例如：在700℃～800℃时，空气中的氧气与硬质合金中的钴、碳化物、碳化钛等反应生成软氧化物； 在 1000°C 时，PCBN 会与水蒸气发生化学反应。

2、按佩戴形式可分为：

1）前刀面损坏

在高速切削塑料材料时，前刀面靠近切削力的部分在切屑的作用下会磨损成月牙状凹形，因此也称为月牙坑磨损。 在磨损初期，刀具前角增大，改善了切削条件，有利于切屑的卷边和折断。 但是，当月牙坑进一步增大时，切削刃的强度大大减弱，最终可能导致切削刃断裂。 案件。 当以较低的切削速度和较薄的切削厚度切削脆性材料或切削塑料材料时，一般不会出现月牙洼磨损。

2）刀尖磨损

刀尖磨损是刀尖圆弧后刀面和相邻次刀面的磨损，是刀具上后刀面磨损的延续。 由于此处散热条件差，应力集中，磨损速度比后刀面快，有时在副后刀面上形成一连串距离等于进给量的小沟槽，称为沟槽磨损. 它们主要是由于加工表面的硬化层和切割线造成的。 切削加工硬化倾向大的难切削材料时，最容易产生沟槽磨损。 刀尖磨损对工件表面粗糙度和加工精度影响最大。

3）后刀面磨损

以大切削厚度切削塑料材料时，由于存在积屑瘤，刀具后刀面可能不会与工件接触。 另外，通常后刀面会与工件接触，后刀面会形成一个后角为0的磨损区。 通常，在切削刃工作长度的中间，后刀面磨损比较均匀，因此后刀面磨损程度可以用切削刃的后刀面磨损区宽度VB来衡量。 因为各种类型的刀具在不同的切削条件下几乎都存在后刀面磨损，尤其是切削脆性材料或切削切削厚度较小的塑性材料时，刀具的磨损主要是后刀面磨损，磨损区宽度VB的测量比较简单，所以通常用VB来表示刀具磨损程度。 VB越大，不仅会增大切削力，引起切削振动，还会影响刀尖圆弧处的磨损，从而影响加工精度和表面质量。

2、如何防止刀具破损

1）根据被加工材料和零件的特点，合理选择刀具材料的种类和牌号。 在具有一定硬度和耐磨性的前提下，要保证刀具材料具有必要的韧性；

2）合理选择刀具的几何参数。 通过调整前后角、主副偏角、刃倾角等，可以保证切削刃和刀尖有更好的强度。 在切削刃上磨出负倒角是防止崩刃的有效措施；

3）保证焊刃质量，避免因焊刃不良造成的各种缺陷。 对关键工序使用的刀具，应修磨刀具，提高表面质量，检查是否有裂纹；

4）合理选择切削用量，避免切削力过大和切削温度过高，防止刀具损坏；

5）尽可能保证工艺系统具有较好的刚性，减少振动；

6）采取正确的操作方法，尽量使工具不承受或承受突变载荷。

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刀具崩刃的原因及对策

1）刀片牌号和规格选择不当，如刀片厚度太薄或选用太硬太脆的牌号进行粗加工。

对策：

增加刀片厚度或垂直安装刀片，并选择抗弯强度和韧性较高的牌号。

2）刀具几何参数选择不当（如前后角过大等）。

对策：

可以从以下几个方面着手重新设计工具。

①适当减小前后角。 ②使用较大的负倾角。 ③ 减小主偏角。 ④ 采用较大的负倒角或棱弧。 ⑤磨削过渡刃口，加强刀尖。

3）叶片焊接工艺不正确，造成焊接应力过大或焊接裂纹。

对策：

①避免采用三边封闭式刀槽结构。 ②正确选用焊料。 ③ 避免使用氧乙炔火焰加热焊接，焊后要保温，以消除内应力。 ④ 尽量采用机械夹紧结构

4）刃磨方法不当会产生磨削应力和磨削裂纹； PCBN铣刀刃磨后，刀齿振动过大，会使个别刀齿负荷过载，造成打刀。

对策：

① 用间歇磨削或金刚石砂轮磨削。 ②选择较软的砂轮，并经常修整以保持砂轮锋利。 ③注意刃磨质量，严格控制铣刀齿的振动。

5）切削量选择不合理。 如果用量太大，机床会很闷； 断续切削时，切削速度太高，进给量太大，余量不均匀时，切削深度太小； 切削高锰钢 对于加工硬化倾向大的材料，进给量太小。

对策：

重新选择切削量。

6）机械夹紧刀具刀槽底面不平整或刀刃凸出过长等结构原因。

对策：

①修复刀槽花纹底面。 ②合理布置切削液喷嘴的位置。 ③硬化刀柄在刀片下方增加了硬质合金垫片。

7) 刀具过度磨损。

对策：

及时换刀或更换刃口。

8) 切削液流量不足或加注方法不正确会引起刀片突然发热和裂纹损坏。

对策：

①增大切削液流量。 ②合理布置切削液喷嘴的位置。 ③采用喷淋冷却等有效的冷却方式，提高冷却效果。 ④采用高速切削，减少对刀片的冲击。

9）刀具安装不正确，如：刀具安装过高或过低； 立铣刀采用不对称顺铣等。

对策：

重新安装该工具。

10）工艺系统刚性太差，导致切削振动过大。

对策：

①增加工件的辅助支撑，提高工件的装夹刚性。 ②减小刀具的悬伸长度。 ③适当减小刀具后角。 ④ 采用其他减振措施。

11）操作不慎，如：刀具从工件中间切入时钢粗糙度，动作过于猛烈； 工具收回前，立即停止。

对策：

注意操作方法。

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积聚性边缘瘤

1）原因

在靠近切削刃的部分，在刀具与切屑的接触区域，由于较大的下压力，切屑的底层金属嵌入前刀面上微观不均匀的峰谷中，形成真正的金属对- 金属接触无间隙并导致粘合。 ，这部分刀片接触区域称为键合区。 在键合区，芯片底部的前刀面上会覆盖一层薄薄的金属材料。 这部分切屑的金属材料发生了剧烈变形，在适当的切削温度下会得到强化。 随着切屑的不断流动，在后续切削的流动推动下，这层滞留物质会相对于上层切屑滑动而离开，成为积屑瘤的基础。 随后，将在其上形成第二层停滞切削材料，这种连续分层将形成积屑瘤。

2）切削加工的特点及影响

①硬度比工件材料高1.5~2.0倍。 可代替前刀面进行切削，保护切削刃，减少前刀面的磨损。 然而，当积屑瘤脱落时，碎屑会流过刀具与工件的接触区域，从而导致刀具后刀面磨损。 ②积屑瘤形成后，刀具工作前角明显增大，对减小切屑变形和切削力起到积极作用。 ③由于积屑瘤凸出切削刃，实际切削深度增加，影响工件尺寸精度。 ④ 积屑瘤会使工件表面产生“沟槽”现象，影响工件的表面粗糙度。 ⑤ 积屑瘤碎片会粘结或嵌入工件表面形成硬点，影响工件加工表面质量。

从以上分析可以看出，积屑瘤不利于切削，尤其是精加工。

3）控制措施

切屑底材与前刀面不粘接、不变形、强化，可避免积屑瘤的产生。 为了这一天，可以采取以下措施。

① 降低前刀面的粗糙度。 ②增大刀具前角。 ③减小切削厚度。 ④ 采用低速切削或高速切削，避免采用容易形成积屑瘤的切削速度。 ⑤对工件材料进行适当的热处理，增加其硬度，降低塑性。 ⑥ 使用抗粘结性能好的切削液（如含硫、氯的极压切削液）。