加工中基本刀具失效概述

這是一個關(guān)于在切削工具上最常見的單一刀具失效的概述梗擅。這些包括：

1. 后刀面和月牙洼磨損2. 積屑瘤3. 微崩4. 熱機械失效5. 塑性變形6. 溝槽磨損7. 切屑錘擊8. 刃口破損

對于這些刀具失效磨損碎节，我們提供了一些可能的對策蟹瘾，以避免或至少最小化它們對加工過程的影響。

后刀面磨損分析

在切削中瞎抛，后刀面磨損是最理想的刀具磨損狀態(tài)艺演。因為它是最容易判斷和預(yù)測的刀具失效類型。后刀面磨損一般很均勻桐臊，它隨著加工材料磨損切削刃而逐漸顯現(xiàn)出來，類似于刀刃變鈍晓殊。

后刀面磨損什么時候發(fā)生断凶？

在加工過程中，后刀面磨損的發(fā)生有以下特點：

在較低的切削速度下巫俺，后刀面磨損主要是由磨料磨損和侵蝕磨損引起的认烁。工件材料中的硬質(zhì)微小夾雜物，會刮擦刀具表面柿癞。隨后来鸟，刀具涂層的碎片可能會脫落，進一步刮傷刀具刃口哩讶。鈷等其他元素最終會從刀具基體中磨損掉甲祖，這會降低硬質(zhì)合金顆粒的粘附力，導(dǎo)致它們也容易脫落誊配。

而在較高的切削速度下鞍伟，擴散磨損成為后刀面磨損的主要原因，因為高速切削會在刀具邊緣產(chǎn)生切削熱请状，為擴散現(xiàn)象提供了有利條件秀吧。

后刀面磨損通常表現(xiàn)為沿著刀具切削邊緣的均勻磨損。有時铝儒，工件材料可能會在切削邊緣上形成涂抹醒腹，這可能會夸大磨損疤痕的視覺尺寸。

在切削耐磨材料抬邑，比如球墨鑄鐵漆暑、硅鋁合金、高溫合金挎狸、熱處理后的沉淀硬化 (PH) 不銹鋼扣汪、鈹銅合金及鎢硬質(zhì)合金，以及在切削非金屬材料锨匆，例如玻璃纖維崭别、環(huán)氧樹脂、強化塑料和陶瓷時恐锣，常會出現(xiàn)快速磨損茅主。

后刀面磨損在加工各種工件材料時普遍存在，如果切削刃口不是由于其他類型的磨損而先失效，那么通常會因為后刀面磨損而達到使用壽命诀姚。

后刀面磨損應(yīng)對方式

為了最小化后刀面磨損响牛，可以采取以下一些糾正措施：

1. 降低切削速度：在某些情況下，降低切削速度可以減少刀具磨損赫段，但這不符合生產(chǎn)需要呀打，因為這會對加工周期帶來不利影響；

2. 選擇更耐磨的涂層硬質(zhì)合金刀片糯笙；

3. 正確應(yīng)用冷卻液：恰當(dāng)使用冷卻液可以降低切削溫度贬丛，減少刀具磨損，并延長刀具壽命夯铡。

月牙洼磨損分析

月牙洼磨損是由擴散和分解（高速切削時）以及磨料磨損（低速切削時）共同作用的結(jié)果坊秉。工件切屑產(chǎn)生的熱量會使刀具基體中的鎢鈷碳化物顆粒分解，并且碳會通過擴散作用進入切屑中闷墅。這導(dǎo)致在刀片的前刀面上形成“凹坑”前忿。隨著凹坑的不斷擴大，最終可能會導(dǎo)致刀片副刃的崩裂或者加速副刃磨損熙屁。

月牙洼磨損在前刀面上表現(xiàn)為凹坑或點狀磨損的形狀扁奢。在加工磨蝕性較強的工件材料時，如鑄鐵或表面硬度較高的工件（例如鍛造工件）肥稠，月牙洼磨損尤為明顯我昵。

月牙洼磨損應(yīng)對方式

為了最小化月牙洼磨損，可以采取以下措施：

1. 使用含有厚層氧化鋁的涂層：這些涂層可以提供額外的保護玫桅，減少刀具與工件材料之間的直接接觸芬角，從而減少由于高溫和化學(xué)反應(yīng)引起的磨損；

2. 恰當(dāng)使用冷卻液可以降低切削溫度哭振；

3. 降低切削速度和進給量：在低速和低進給量的條件下切削可以減少刀具上的熱量和壓力彻秆，從而降低月牙洼磨損的速度,但這不符合生產(chǎn)需要，因為這會對加工周期帶來不利影響结闸。

積屑瘤分析

積屑瘤（BUE）是由于工件材料在高壓和足夠高的溫度下與切削刃發(fā)生粘附而形成的唇兑。這種粘附通常發(fā)生在切削區(qū)存在化學(xué)親和力、高壓力和足夠溫度的情況下桦锄。

積屑瘤的形成會導(dǎo)致工件材料在刀具前刀面和切削刃附近堆積扎附，形成硬化堆積物。最終结耀，積屑瘤會斷裂并帶走一部分切削刃留夜，導(dǎo)致刀具發(fā)生崩裂和快速副刃磨損。

積屑瘤什么時候發(fā)生图甜？

積屑瘤通常在以下情況下發(fā)生：

- 當(dāng)加工的材料具有較強的粘附性碍粥，如非鐵金屬材料鳖眼、超級合金和不銹鋼時。

- 在切削速度和進給量較慢的操作中嚼摩。

積屑瘤表現(xiàn)為在刀具切削刃頂部或副刃上看起來像閃亮的材料部分钦讳。它們會導(dǎo)致刀具前刀面上出現(xiàn)小坑或凹坑，并最終導(dǎo)致切削刃的崩裂枕面。

積屑瘤的改善

1. 增加切削速度和/或進給率：這有助于減少材料在刀具前刀面上的粘附時間栖挣，從而減少積屑瘤的形成。

2. 選擇具有更尖銳槽型和更光滑前刀面的刀片：這有助于減少材料粘附的可能性贮祥，并提高切削效率擎若。

3. 正確應(yīng)用冷卻液，并增加冷卻液的濃度：冷卻液可以降低切削區(qū)的溫度改佛，減少材料的粘附，從而防止積屑瘤的形成辰襟。

微崩分析

崩刃是由切削材料中的機械不穩(wěn)定或裂紋引起的遵奇。切削刃的崩刃通常是由于工件、機床或刀具本身的振動造成的赏赔。工件材料表面硬質(zhì)夾雜物和中斷切削會導(dǎo)致局部應(yīng)力集中杏恍，從而引起裂紋和崩刃。

崩刃表現(xiàn)為切削刃上小塊材料的斷裂雷倦，常見于非剛性情況下胆狐。含有硬質(zhì)顆粒的工件材料（例如沉淀硬化工件材料）也會導(dǎo)致切削刃崩刃。

微崩的改善

為了最小化崩刃磨損肺灭，可以采取以下糾正措施：

1. 正確的機床設(shè)置：確保機床穩(wěn)定虱而，減少振動。

2. 減少彎曲變形：減少機床和刀具系統(tǒng)的彎曲开泽，以提高剛性牡拇。

3. 使用更堅韌材質(zhì)和更強壯的槽型：選擇具有更好抗沖擊性能的刀具。

4. 減少進給量（特別是在進刀與出刀的地方）并增加切削速度穆律。（也參見防止積屑瘤的糾正措施惠呼。）

熱機械失效分析

熱裂紋是由以下因素共同作用引起的：

熱載荷（切削區(qū)域的高溫）

熱變化或梯度（切削邊緣溫度的變化）

應(yīng)力裂紋大致垂直于切削邊緣發(fā)展，最終導(dǎo)致硬質(zhì)合金部分脫落峦耘，邊緣崩裂剔蹋。熱裂紋主要在銑削和斷續(xù)切削的旋轉(zhuǎn)加工中觀察到。間歇性冷卻液的流動可能導(dǎo)致熱裂紋辅髓。

熱機械失效的改善

- 正確應(yīng)用冷卻液：冷卻液可以幫助降低切削區(qū)域的溫度泣崩，減少熱裂紋的形成。

- 選擇更堅韌的材質(zhì)：使用具有更好熱穩(wěn)定性的刀具材質(zhì)利朵。

- 降低切削速度和進給量：這有助于減少切削區(qū)域產(chǎn)生的熱量律想。

- 使用降低熱量產(chǎn)生的槽型猎莲。

- 考慮不同的加工方法（切削時間與非切削時間的比例）：調(diào)整加工策略，以減少刀具在高溫下的持續(xù)時間霸碰。

塑性變形失效分析

熱過載是導(dǎo)致塑性變形的主要原因石阵。過度的熱量會使碳化物粘結(jié)劑（鈷）軟化。然后匣描，由于機械過載豌楷，切削邊緣的壓力使其在尖端處變形或下垂，最終可能導(dǎo)致崩裂或?qū)е驴焖俸蟮睹婺p桶眠。

塑性變形看起來像一個變形的切削邊緣彭倡。需要仔細觀察，因為塑性變形在切削邊緣上可能與后刀面磨損非常相似沦煤。

塑性變形失效的改善

在切削溫度高（高速度和高進給量）和工件材料本身強度高（硬質(zhì)鋼或經(jīng)過應(yīng)變硬化的表面和超級合金）的情況下赴笨，可以預(yù)期會出現(xiàn)塑性變形。

- 正確應(yīng)用冷卻液

- 降低切削速度和進給量

- 使用具有更大圓角半徑的刀片

- 選擇更硬寇祈、更耐磨的材質(zhì)

通過采取這些措施忆键，可以有效地減少塑性變形，提高刀具的耐用度和加工效率勋崇。

溝槽磨損失效分析

當(dāng)工件的表面比其底層材料更硬或更磨蝕時憋庙，就會發(fā)生溝槽磨損。這可能是由于之前的切削過程中表面硬化（如不銹鋼和超級合金等應(yīng)變硬化材料）所致取视，或者起源于鍛造或鑄造表面上的表面鱗片硝皂。所有這些情況都會導(dǎo)致在切削刃與硬層接觸的地方刀具磨損速度加快。這種局部集中的應(yīng)力也可能導(dǎo)致溝槽磨損作谭。

在與工件材料接觸的切削邊緣上稽物，會產(chǎn)生壓應(yīng)力，而在切削邊緣不接觸的地方則不會丢早。這會在直接接觸的兩個點（切削深度線）上對切削邊緣產(chǎn)生高應(yīng)力姨裸。任何形式的沖擊，如工件材料中的硬質(zhì)微夾雜物或輕微的中斷怨酝，也可能導(dǎo)致溝槽磨損傀缩。

溝槽磨損失效的改善

一些糾正措施包括：

- 在使用多次切削時，減少進給率并改變切削深度

- 如果加工高溫合金农猬，增加切削速度（這將導(dǎo)致更多的后刀面磨損）

- 選擇更堅韌的刀片材質(zhì)

- 對于高進給量赡艰，使用斷屑的槽型，以防止積屑瘤的形成斤葱，特別是在不銹鋼和耐熱合金中

切屑錘擊分析

切屑錘擊是一種現(xiàn)象慷垮，由切削刃上未切削部分的切屑回卷并撞擊所致。結(jié)果是未切削的切削刃（或切削刃的一部分）發(fā)生斷裂帮廉。這種風(fēng)險在涉及高進給量和大切深組合的操作中更大徽榄。

切屑錘擊失效的改善

為糾正切屑錘擊現(xiàn)象阐赖，可以采取以下措施：

- 改變進給率和切削深度

- 選擇不同的切削刃角度

- 使用不同的斷屑槽型

- 選擇更堅韌的刀片材質(zhì)

刃口破損分析

任何關(guān)于基本刀具失效模式的概述也必須包括切削刃口斷裂，切削刃的災(zāi)難性斷裂不是一種刀具失效模式胰薪，而是一種由于使用工具不當(dāng)而引起的不受歡迎且危險的現(xiàn)象皆舅。當(dāng)切削刃斷裂時，這意味著選擇的切削條件使得作用在切削刃上的機械載荷如此之大蓄士，以至于刀具無法承受特植。

刃口破損改善

從較低的切削條件值（主要是切削深度和進給量）開始，或者選擇一個更強的切削刃（更堅韌材質(zhì)或更強壯的槽型）肋漏。

還可能是前面提到的某一失效模式擴大并嚴重削弱了切削刃逝惑，以至于它再也無法承受作用在它上的載荷。在這些情況下茶黄，盡早更換新的切削刃可以防止斷裂巾沟。

刀具失效的判斷

失效描述主要集中在刀具失效的視覺方面。除此之外崔败，當(dāng)?shù)毒吣p時运杭，還可以觀察到其他現(xiàn)象，這些現(xiàn)象表明刀具正在磨損函卒，可能需要更換。

刃口的突然斷裂撇眯。這是非常不愉快的方式报嵌，表明刀具需要更換。由于影響刀具邊緣惡化的因素眾多熊榛，不可能全部考慮在內(nèi)锚国，有時可能會導(dǎo)致刀具邊緣在某些情況下斷裂。

如果刃口破損以系統(tǒng)性的方式發(fā)生玄坦，則需要停止操作并進行全面評估血筑。系統(tǒng)性的刀具斷裂表明，作用在刀具邊緣上的載荷與刀具的承載能力之間存在不平衡煎楣。應(yīng)該降低切削力或選擇更強的刃口豺总。

觸摸測試是評估刀具刃口狀態(tài)的最簡單測試之一。積屑瘤或刀具邊緣的微小崩裂可能肉眼看不見择懂，但用手指可以感覺到喻喳。積屑瘤和崩裂應(yīng)在操作過程中盡量減少。

加工過程中的噪音水平變化可以表明刀具正在磨損蝶映。尖銳的高頻噪音表明切削條件不佳巍坦。

在加工過程中形狀、形狀或顏色變化的切屑是刀具邊緣形狀變化的另一個跡象擦斑。

當(dāng)加工表面的粗糙度降低時腿若，也可能表明是刀片轉(zhuǎn)位或者更換刀片的時候了驼牵。

功率消耗的增加或振動傾向的增強。

快來判斷一下

這是什么類型的失效吧~

如果太難不會也沒有關(guān)系谓蹂！

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（山高刀具）

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