刀具的磨损与破损、刀具寿命及刀具状态监控
一 刀具磨损的形态及其原因
切削金属时，刀具一方面切下切屑，另一方面刀具本身也要发生损坏。刀具损坏的形式主要有磨损和破损两类。前者是连续的逐渐磨损；后者包括脆性破损(如崩刃、碎断、剥落、裂纹破损等)和塑性破损两种。刀具磨损后，使工件加工精度降低，表面粗糙度增大，并导致切削力加大、切削温度升高，甚至产生振动，不能继续正常切削。因此，刀具磨损直接影响加工
效率、质量和成本。刀具磨损的形式有以下几种：
刀具的磨损形态
典型的磨损曲线
1.
前刀面磨损 2.
后刀面磨损 3. 边界磨损
从对温度的依赖程度来看，刀具正常磨损的原因主要是
机械磨损和热、化学磨损。机械磨损是由工件材料中硬
质点的刻划作用引起的，热、化学磨损则是由粘结(刀
具与工件材料接触到原子间距离时产生的结合现象)、
扩散(刀具与工件两摩擦面的化学元素互相向对方、腐
蚀等)引起的。
二 刀具磨损过程、磨钝标准及刀具寿命
随着切削时间的延长，刀具磨损增加。根据切削实验，
可得图示的刀具正常磨损过程的典型磨损曲线。该图分
别以切削时间和后刀面磨损量VB(或前刀面月牙洼磨
损深度KT)为横坐标与纵坐标。从图可知，刀具磨损过
程可分为三个阶段：
1.
初期磨损阶段 2.
正常磨损阶段 3. 急剧磨损阶段 刀具磨损到一定限度就不能继续使用。这个磨损限度称
为磨钝标准。
一把新刀(或重新刃磨过的刀具)从开始使用直至达到磨钝标准所经历的实际切削时间，称为刀具寿命。
三 刀具的破损
刀具破损和刀具磨损一样，也是刀具失效的一种形式。刀具在一定的切削条件下使用时，如果它经受不住强大的应力(切削力或热应力)，就可能发生突然损坏，使刀具提前失去切削能力，这种情况就称为刀具破损。破损是相对于磨损而言的。从某种意义上讲，破损可认为是
一种非正常的磨损。刀具的破损有早期和后期(加工到一定的时间后的破损)两种。刀具破损的形式分脆性破损和塑性破损两种。硬质合金和陶瓷刀具在切削时，在机械和热冲击作用下，经常发生脆性破损。脆性破损又分为：
1.崩刀
2.碎断
3.剥落
4.裂纹破损。
四 刀具的状态监控
如前所述，刀具损坏的形式主要是磨损和破损。在现代化的生产系统(如FMS、CIMS等)中，当刀具发生非正常的磨损或破损时，如不能及时发现并采取措施，将导致工件报废，甚至机床损坏，造成很大的损失。因此，对刀具状态进行监控非常重要。
刀具破损监测可分为直接监测和间接监测两种。所谓直接监测，即直接观察刀具状态，确认刀具是否破损。其中最典型的方法是ITV(Industrial Television， 工业电视)摄像法。间接监测法即利用与刀具破损相关的其它物理量或物理现象，间接判断刀具是否已经破损或是否有即将破损的先兆。这样的方法有测力法、测温法、测振法、测主电机电流法和测声发射法等。
刀具在加工过程中的磨损以及应对策略 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 刀具磨损是切削加工中基本的问题之一。了解刀具磨损的情况和原因，可以帮助刀具制造商以及用户延长数控刀具寿命。现在的数控刀具都会采用涂层技术（包括采用新的合金元素），这进一步有效的延长了刀具的使用寿命，同时可以显著提高生产率。 一、刀具磨损机理介绍 在金属切削加工中，产生的热量和摩擦是能量的表现形式。由很高的表面负荷以及切屑沿刀具前刀面高速滑移而产生的热量和摩擦，使刀具处于一种极具挑战性的加工环境中。 切削力的大小往往会上下波动，主要取决于不同的加工条件（如工件材料中存在硬质成份，或进行断续切削）。因此，为了在切削高温下保持其强度，要求刀具具有一些基本特性，包括极好的韧性、耐磨性和高硬度。
尽管刀具/工件界面处的切削温度是决定几乎所有刀具材料磨损率的关键要素，但要确定计算切削温度所需的参数值却十分困难。不过，切削试验的测量结果可以为一些经验性的方法奠定基础。 通常可以假定，在切削中产生的能量被转化为热量，而通常这些热量的80％都被切屑带走（这一比例的变化取决于几个要素——尤其是切削速度）。其余大约20％的热量则传入刀具之中。即使在切削硬度不太高的钢件时，刀具温度也可能会超过550℃，这是高速钢在硬度不降低的前提下能够承受的高温度。用聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具切削淬硬钢时，刀具和切屑的温度通常将超过1000℃。 二、刀具磨损与刀具寿命 刀具磨损通常包括以下几种类型：①后刀面磨损；②刻划磨损；③月牙洼磨损；④切削刃磨钝；⑤切削刃崩刃；⑥切削刃裂纹；⑦灾难性失效。 对于刀具寿命，并没有被普遍接受的统一定义，通常取决于不同的工件和刀具材料，以及不同的切削工艺。定量分析刀具寿命终止点的一种方式是设定一个可以接受的后刀面磨损极限值（用VB或VBmax表示）。刀具寿命可用预期刀具寿命的泰勒公式表示，即VcTn=C，该公式的一种更常用的形式为VcTn×Dxfy=C式中，Vc为切削速度；T为刀具寿命；D为切削深度；f为进给率；x和y由实验确定；n和C是根据实验或已发表的技术资料确定的常数，它们表示刀具材料、工件和进给率的特性。
常用的刀具磨损检测方法比较 篇一：刀具的磨损和耐用度浅谈 刀具磨损和耐用度浅谈 刀具在切削金属的同时，本身也逐渐被磨损。当磨损到一定程度时，就需要更换刀具，否则会产生降低加工表面质量等不良后果。让我们先来看看刀具的磨损过程：常用的高速钢和硬质合金钢刀具的磨损过程如图所示，它反映了切削时间和刀具磨损之间的关系。正常磨损 后刀面磨损初期磨损 切削时间/ 1．初期磨损阶段 在该阶段中，由于是新刃磨的刀具，刀后面粗糙不平，后面与工件过渡表面间的实际接触面很小，压力大，磨损速度很快。初期磨损量与刀具刃磨质量有关，经过研磨的刀具初期磨损量小。 2．正常磨损阶段 刀后面经过初期的磨损后，粗糙度值降低，与工件过渡表面实际接触面积增大，压力减小，刀刃仍然比较锋利，磨损速度比较缓慢。该阶段切削过程平稳，持续时间长，是刀具的有效工作阶段。 3．急剧磨损阶段 当刀具磨损到一定程度后，刃口变钝，摩擦力增大，切削力和切削温度迅速上升，刀具材料的性能下降，引起刀具迅速磨损，直至完
全丧失切削性能。所以在切削过程中应避免刀具发生急剧磨损。 刀具的磨损过程又可看为刀具的钝化过程 从上述磨损过程可以看出，刀具在正常磨损阶段即将结束前，刀具必须及时重磨或可转位刀片转换刀刃。否则不仅会损坏刀具，而且会使工件的加工质量变坏。此时的刀具磨损量称为刀具的磨损限度。国家标准规定，把刀具磨损达到正常磨损阶段结束前的某一后面磨损量VB值作为刀具的磨损限度，即磨钝标准。因为刀具磨损后，切削力将增大，在柔性加工系统中，经常用切削力的某一数值作为刀具磨钝标准，以实现对刀具磨损状态的自动控制。 在实际生产中，采用与磨钝标准队赢得切削时间，即刀具耐用度来表示刀具已经磨钝，到了该换刀具的时候。所谓刀具耐用度，是指新磨好的刀具，由开始切削直到磨损量达到磨钝标准的总切削时间，用字母t表示，单位为min。刀具耐用度有时也可用加工同样零件的数量或切削路程长度来表示。 粗加工时，多为切削时间表示耐用度。例如，目前高速钢镗刀的耐用度为30~60min；硬质合金铣刀的耐用度为120~180min。高速钢钻头的耐用度为80~120min；成形刀具耐用度为200~300min。精加工时，常以走刀次数或加工零件个数表示刀具耐用度。 用刀具耐用度衡量磨损量的大小，比直接测量磨损量方便的多，因而在生产中广泛采用。刀具寿命则是指一把新刀从使用到报废为止的总的切削时间，它是刀具耐用度与磨刀次数的乘积。 篇二：刀具磨损原理及耐磨设计
机械制造技术
刀具磨损、破损与使用寿命
3.5 刀具磨损、破损与使用寿命
切削金属时刀具将切屑切离工件，同时本身也要发生磨损 或破损。磨损是连续的、逐渐的发展过程；而破损一般是随机 的突发破坏（包括脆性破损和塑性破损）。
在金属切削加工中，刀具/工件界面处的表面负荷以及切 屑沿刀具前刀面高速滑移而产生的能量和摩擦，转化为热量， 而通常这些热量的80%都被切屑带走(这一比例的变化取决于 几个要素——尤其是切削速度)，其余大约20%的热量则传入 刀具之中，热量和温度是刀具磨损的根本。
3.5.1 刀具的磨损形式 1.前刀面磨损
图3-40 前刀面的磨损痕迹随时间的变化
图3-39 刀具的磨损形态
图3-41 前刀面磨损的测量
2.后刀面磨损
切削时，工件的新鲜加工表面 与刀具后刀面接触，相互摩擦，引 起后刀面磨损。
3.边界磨损
切削钢料时，常在主切削刃靠 近工件外表皮处以及副切削刃靠近 刀尖处的后刀面上，磨出较深的沟 纹。
图3-42 刀具磨损的测量位置
3.5.2 刀具磨损的原因
1.磨料磨损(又叫硬质点磨损)
切屑或工件表面的一些微小硬质点(如碳化物、氧化物等)和杂质(如砂 、氧化皮等)以及粘附的积屑瘤碎片等，在刀具表面刻划出沟纹而造成的 一种机械磨损。对于切削速度较低、切削温度不高的高速钢(如拉刀、板牙 和丝锥等)，这是主要的磨损原因。
2.粘结磨损
在刀具后刀面与工件表面和刀具前刀面与切屑之间的正压力及切削温 度的作用下，形成新鲜表面接触。当接触面达到原子间距离时，就会产生 吸附粘结现象。粘结点逐渐地被工件或切屑剪切、挤裂而带走，刀具表面 就产生粘结磨损。粘结磨损是硬质合金在以中等偏低的切削速度切削时磨 损的主要原因之一。
刀具的磨损与破损、刀具寿命及刀具状态监控 一 刀具磨损的形态及其原因 切削金属时，刀具一方面切下切屑，另一方面刀具本身也要发生损坏。刀具损坏的形式主要有磨损和破损两类。前者是连续的逐渐磨损；后者包括脆性破损(如崩刃、碎断、剥落、裂纹破损等)和塑性破损两种。刀具磨损后，使工件加工精度降低，表面粗糙度增大，并导致切削力加大、切削温度升高，甚至产生振动，不能继续正常切削。因此，刀具磨损直接影响加工 效率、质量和成本。刀具磨损的形式有以下几种： 刀具的磨损形态 典型的磨损曲线 1. 前刀面磨损 2. 后刀面磨损 3. 边界磨损 从对温度的依赖程度来看，刀具正常磨损的原因主要是 机械磨损和热、化学磨损。机械磨损是由工件材料中硬 质点的刻划作用引起的，热、化学磨损则是由粘结(刀 具与工件材料接触到原子间距离时产生的结合现象)、 扩散(刀具与工件两摩擦面的化学元素互相向对方、腐 蚀等)引起的。 二 刀具磨损过程、磨钝标准及刀具寿命 随着切削时间的延长，刀具磨损增加。根据切削实验， 可得图示的刀具正常磨损过程的典型磨损曲线。该图分 别以切削时间和后刀面磨损量VB(或前刀面月牙洼磨 损深度KT)为横坐标与纵坐标。从图可知，刀具磨损过 程可分为三个阶段： 1. 初期磨损阶段 2. 正常磨损阶段 3. 急剧磨损阶段 刀具磨损到一定限度就不能继续使用。这个磨损限度称 为磨钝标准。 一把新刀(或重新刃磨过的刀具)从开始使用直至达到磨钝标准所经历的实际切削时间，称为刀具寿命。 三 刀具的破损 刀具破损和刀具磨损一样，也是刀具失效的一种形式。刀具在一定的切削条件下使用时，如果它经受不住强大的应力(切削力或热应力)，就可能发生突然损坏，使刀具提前失去切削能力，这种情况就称为刀具破损。破损是相对于磨损而言的。从某种意义上讲，破损可认为是
影响刀具磨损的几种原因 刀具坚硬，可随着使用时间的推迟，刀具也会有一定的磨损，影响刀具磨损的几种原因有哪些呢？通过汇总得出了几种原因。 1、刀具材料 刀具材料是决定刀具切削性能的根本因素，对于加工效率、加工质量、加工成本以及刀具耐用度影响很大。 刀具材料越硬，其耐磨性越好，硬度越高，冲击韧性越低，材料越脆。硬度和韧性是一对矛盾，也是刀具材料所应克服的一个关键。对于石墨刀具，普通的tialn涂层可在选材上适当选择韧性相对较好一点的，也就是钴含量稍高一点的；对于金刚石涂层石墨刀具，可在选材上适当选择硬度相对较好一点的，也就是钴含量稍低一点的； 2、刀具的几何角度 石墨刀具选择合适的几何角度，有助于减小刀具的振动，反过来，石墨工件也不容易崩缺； （1）前角，采用负前角加工石墨时，刀具刃口强度较好，耐冲击和摩擦的性能好，随着负前角绝对值的减小，后刀面磨损面积变化不大，但总体呈减小趋势，采用正前角加工时，随着前角的增大，刀具刃口强度被削弱，反而导致后刀面磨损加剧。负前角加工时，切削阻力大，增大了切削振动，采用大正前角加工时，刀具磨损严重，切削振动也较大。 （2）后角，如果后角的增大，则刀具刃口强度降低，后刀面磨损面积逐渐增大。刀具后角过大后，切削振动加强。 （3）螺旋角，螺旋角较小时，同一切削刃上同时切入石墨工件的刃长最长，切削阻力最大，刀具承受的切削冲击力最大，因而刀具磨损、铣削力和切削振动都是最大的。当螺旋角去较大时，铣削合力的方向偏离工件表面的程度大，石墨材料因崩碎而造成的切削冲击加剧，因而刀具磨损、铣削力和切削振动也都有所增大。因此，刀具角度变化对刀具磨损、铣削力和切削振动的影响是前角、后角及螺旋角综合产生的，所以在选择方面一定要多加注意。 通过对石墨材料的加工特性做了大量的科学测试，para刀具优化了相关刀具的几何角度，从而使得刀具的整体切削性能大大提高。 3、刀具的涂层 金刚石涂层刀具的硬度高、耐磨性好、摩擦系数低等优点，现阶段金刚石涂层是石墨加工刀具的最佳选择，也最能体现石墨刀具优越的使用性能；金刚石涂层的硬质合金刀具的优点是综合了天然金刚石的硬度和硬质合金的强度及断裂韧性；但是在国内金刚石涂层技术还处于起步阶段，还有成本的投入都是
刀具的磨损与刀具寿命 默克精密工具（常州）有限公司 一、刀具磨损 切削金属时，刀具一方面切下切屑，另一方面刀具本身也要发生损坏。刀具损坏的形式主要有磨损和破损两类。前者是连续的逐渐磨损，属正常磨损；后者包括脆性破损（如崩刃、碎断、剥落、裂纹破损等）和塑性破损两种，属非正常磨损。 刀具磨损后，使工件加工精度降低，表面粗糙度增大，并导致切削力加大、切削温度升高，甚至产生振动，不能继续正常切削。因此，刀具磨损直接影响加工效率、质量和成本。 刀具正常磨损的形式有以下几种： 1.前刀面磨损 2.后刀面磨损 3.边界磨损(前、后刀面同时磨损) 从对温度的依赖程度来看，刀具正常磨损的原因主要是机械磨损和热、化学磨损。机械磨损是由工件材料中硬质点的刻划作用引起的，热、化学磨损则是由粘结（刀具与工件材料接触到原子间距离时产生的结合现象）、扩散（刀具与工件两摩擦面的化学元素互相向对方扩散、腐蚀)等引起的。 (1)磨粒磨损在切削过程中，刀具上经常被一些硬质点刻出深浅不一的沟痕。磨粒磨损对高速钢作用较明显。 (2)粘结磨损 刀具与工件材料接触到原子间距离时产生的结合现象，称粘结。粘结磨损就是由于接触面滑动在粘结处产生剪切破坏造成。低、中速切削时，粘结磨损是硬质合金刀具的主要磨损原因。 (3)扩散磨损切削时在高温作用下，接触面间分子活动能量大，造成了合金元素相互扩散置换，使刀具材料机械性能降低，若再经摩擦作用，刀具容
易被磨损。扩散磨损是一种化学性质的磨损。 (4)相变磨损当刀具上最高温度超过材料相便温度时，刀具表面金相组织发生变化。如马氏体组织转变为奥氏体，使硬度下降，磨损加剧。因此，工具钢刀具在高温时均用此类磨损。 (5)氧化磨损氧化磨损是一种化学性质的磨损。 刀具磨损是由机械摩擦和热效应两方面因素作用造成的。 1）在低、中速范围内磨粒磨损和粘结磨损是刀具磨损的主要原因。通常拉削、铰孔和攻丝加工时的刀具磨损主要属于这类磨损。 2）在中等以上切削速度加工时，热效应使高速钢刀具产生相变磨损、使硬质合金刀具产生粘结、扩散和氧化磨损。 二、刀具磨损过程、磨钝标准及刀具寿命 1、刀具磨损过程 随着切削时间的延长，刀具磨损增加。根据切削实验，可得图示的刀具正常磨损过程的典型磨损曲线。该图分别以切削时间和后刀面磨损量VB（或前刀面月牙洼磨损深度KT）为横坐标与纵坐标。从图可知，刀具磨损过程可分为三个阶段： 1.初期磨损阶段 2.正常磨损阶段 3.急剧磨损阶段 2、刀具磨钝标准刀具磨损到一定限度就不能继续使用。这个磨损限度称为磨钝标准。规定后刀面上均匀磨损区的高度VB值作为刀具的磨钝标准。 3、刀具的耐用度（刀具寿命） 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。 三、刀具的破损
刀具磨损和耐用度浅谈 刀具在切削金属的同时，本身也逐渐被磨损。当磨损到一定程度时，就需要更换刀具，否则会产生降低加工表面质量等不良后果。 让我们先来看看刀具的磨损过程：常用的高速钢和硬质合金钢刀具的磨损过程如图所示，它反映了切削时间和刀具磨损之间的关系。 正常磨损 初期磨损 急剧磨损后刀面磨损量切削时间/ 1． 初期磨损阶段 在该阶段中，由于是新刃磨的刀具，刀后面粗糙不平，后面 与工件过渡表面间的实际接触面很小，压力大，磨损速度很快。初期磨损量与刀具刃磨质量有关，经过研磨的刀具初期磨损量小。 2． 正常磨损阶段 刀后面经过初期的磨损后，粗糙度值降低，与工件过渡表面 实际接触面积增大，压力减小，刀刃仍然比较锋利，磨损速度比较缓慢。该阶段切削过程平稳，持续时间长，是刀具的有效工作阶段。
3．急剧磨损阶段 当刀具磨损到一定程度后，刃口变钝，摩擦力增大，切削力和切削温度迅速上升，刀具材料的性能下降，引起刀具迅速磨损，直至完全丧失切削性能。所以在切削过程中应避免刀具发生急剧磨损。 刀具的磨损过程又可看为刀具的钝化过程 从上述磨损过程可以看出，刀具在正常磨损阶段即将结束前，刀具必须及时重磨或可转位刀片转换刀刃。否则不仅会损坏刀具，而且会使工件的加工质量变坏。此时的刀具磨损量称为刀具的磨损限度。国家标准规定，把刀具磨损达到正常磨损阶段结束前的某一后面磨损量VB值作为刀具的磨损限度，即磨钝标准。因为刀具磨损后，切削力将增大，在柔性加工系统中，经常用切削力的某一数值作为刀具磨钝标准，以实现对刀具磨损状态的自动控制。 在实际生产中，采用与磨钝标准队赢得切削时间，即刀具耐用度来表示刀具已经磨钝，到了该换刀具的时候。所谓刀具耐用度，是指新磨好的刀具，由开始切削直到磨损量达到磨钝标准的总切削时间，用字母t表示，单位为min。刀具耐用度有时也可用加工同样零件的数量或切削路程长度来表示。 粗加工时，多为切削时间表示耐用度。例如，目前高速钢镗刀的耐用度为30~60min；硬质合金铣刀的耐用度为120~180min。高速钢钻头的耐用度为80~120min；成形刀具耐用度为200~300min。精加工时，常以走刀次数或加工零件个数表示刀具耐用度。
刀具使用寿命的估算 在制定项目工作中，常常要对刀具使用寿命做一个估算，将此作为预算、规划的参考依据。通常应该对相同行业，相同产品类似加工形式刀具消耗情况调查和了解，依此作为基础，进行成熟度、准确性评估后，做出本企业相应刀具寿命的预定值。 但因种种原因，很多时候希望用更直接的形式，得到刀具寿命数据。 在机械加工专业理论学科内，通常用泰勒（F.W.Taylor）公式来表示刀具耐用度（T）与线速度(V)之间的关系。 VT m=C1 称为T-V关系式，不同的工件材料、不同的刀具材料、不同的切削条件有不同的系数和指数。可以再双双曲线坐标系内划出不同的刀具耐用度关系图表，叫做T-V图。同样，还有T与f（进给量）,ap（切深）的关系式、图表。 泰勒公式被用在课堂上合实验室内，很少有在工厂使用。工厂习惯用估算的方法来得到刀具耐用度，或者叫刀具使用寿命。 一般有以下几种估算方法： 1.按切削时间计： 金属切削刀具行业内，以刀具寿命15分钟来推荐切削线速度。在实际使用时，一般取刀具品牌制造厂推荐值的75%，此时刀具寿命约为60分钟。 一个刀刃可加工工件数量可按下式估算： N=(19100XVXf)/(DXh) 式中： N - 刀具寿命，可加工工件数，单位：个 V –刀具选用切削线速度，单位：米/分钟 f –加工时的进给量，单位：毫米/转 D –被加工件工件直径，单位：毫米 h - 加工长度，毫米 例：车削一个直径50毫米的工件，长度100毫米，刀具制造厂推荐线速度200米/分钟，预定刀具切削时间寿命T=60分钟，实际使用线速度150米/分钟，进给量0.1毫米/转，估算刀具寿命： N=(19100X150X0.1)/(50X100)=57.3 即，按上述条件计算，每刃可加工57个工件。 2.以切削距离计： 切削距离是指，假设一个刀刃，在一个非常大的工件上连续不断地按一定的速度切削，这把刀从开始到失效所走过的路程全长，称为切削距离寿命。用L来表示。 一个刀刃可加工工件数量可按下式估算： N=(318300XLXf)/(DXh)
刀具寿命管理方法 对于机械加工型企业，刀具的管理是非常重要的一项工作内容。刀具管理中最重要的课题之一就是如何减少刀具磨损、延长刀具的使用寿命。 一、导致刀具需要更换主要体现在三个方面： 1、刀具发生了磨耗。刀具在切削的过程中因为磨耗，基本的尺寸要求难以保证了，这个时候刀具必须更换。 2、刀具的缺损。刀具的缺损是指发生缺口、崩断等问题。刀具一旦发生缺损必然会有不良或修理发生，对产品质量的影响是非常大的。所以对刀具的缺损设定合适的检出装置如传感是非常必要的。 3、品质不良。因为刀具品质不良而需要更换刀具。 二、客观条件和主观因素都会影响刀具寿命和质量。 1、跟刀具寿命有关的客观因素有以下几点： ?刀具的材质、形状。 ?切削条件：切削厚度、切削速度。 ?产品的材质、硬度。 ?产品的品质要求：尺寸精度、表面粗糙度。 ?设备的刚性：动作的精度和刚性。
2、影响刀具寿命的主观因素主要是两条： 一是不遵守刀具的使用规范和保养规范；二是不遵守刀具的定期更换规范。 不遵守刀具使用规范和保养规范的主要表现是：进刀过快，使用错误的刀具类型，刀具没有拧紧等，这些因素导致刀具消耗过快。 对于特定产品、特定种类的刀具而言，根据刀具寿命设定的更换周期是有要求的，但是遵守规范的不是特别多，有超长使用刀具的倾向。另外，有时候更换周期是建立在理想状态下的，而企业在实际生产的时候，切削条件会发生一些变更，产品形状、硬度发生了变化或偏差。出现这个问题的时候，现场的切削条件必须要变更。要遵守更换规范，更多的时候是要关注现场的变异问题，对刀具更换的设定值要经常修正，包括刀具的更换方法、重点、切削条件这些相应的要素。规范要不断地进行检讨修正，遵守才有意义，不然的话，死板的遵守只能导致一些坏的后果。 三、那么如何提升刀具的保养水平，延长刀具使用寿命呢？ 1、加强日常保养，通过一些看似简单的工作将刀具的寿命延长：?生产现场，尤其是刀具夹持装置、工作台面、刀具存放场所等，进行彻底的清扫。
刀具寿命管理方法 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
刀具寿命管理方法对于机械加工型企业，刀具的管理是非常重要的一项工作内容。刀具管理中最重要的课题之一就是如何减少刀具磨损、延长刀具的使用寿命。 一、导致刀具需要更换主要体现在三个方面： 1、刀具发生了磨耗。刀具在切削的过程中因为磨耗，基本的尺寸要求难以保证了，这个时候刀具必须更换。 2、刀具的缺损。刀具的缺损是指发生缺口、崩断等问题。刀具一旦发生缺损必然会有不良或修理发生，对产品质量的影响是非常大的。所以对刀具的缺损设定合适的检出装置如传感是非常必要的。 3、品质不良。因为刀具品质不良而需要更换刀具。 二、客观条件和主观因素都会影响刀具寿命和质量。 1、跟刀具寿命有关的客观因素有以下几点： 刀具的材质、形状。 切削条件：切削厚度、切削速度。 产品的材质、硬度。 产品的品质要求：尺寸精度、表面粗糙度。 设备的刚性：动作的精度和刚性。
2、影响刀具寿命的主观因素主要是两条： 一是不遵守刀具的使用规范和保养规范；二是不遵守刀具的定期更换规范。 不遵守刀具使用规范和保养规范的主要表现是：进刀过快，使用错误的刀具类型，刀具没有拧紧等，这些因素导致刀具消耗过快。 对于特定产品、特定种类的刀具而言，根据刀具寿命设定的更换周期是有要求的，但是遵守规范的不是特别多，有超长使用刀具的倾向。 另外，有时候更换周期是建立在理想状态下的，而企业在实际生产的时候，切削条件会发生一些变更，产品形状、硬度发生了变化或偏差。出现这个问题的时候，现场的切削条件必须要变更。要遵守更换规范，更多的时候是要关注现场的变异问题，对刀具更换的设定值要经常修正，包括刀具的更换方法、重点、切削条件这些相应的要素。规范要不断地进行检讨修正，遵守才有意义，不然的话，死板的遵守只能导致一些坏的后果。 三、那么如何提升刀具的保养水平，延长刀具使用寿命呢？ 1、加强日常保养，通过一些看似简单的工作将刀具的寿命延长： 生产现场，尤其是刀具夹持装置、工作台面、刀具存放场所等，进行彻底的清扫。 定期进行刀具精度的维护保养。 确认刀具与夹持装置的螺钉紧固。 安装与拆卸的时候，对泄露脏污及时进行清扫。
如何应对这9种常见的刀具磨损 刀具磨损是切削加工中基本的问题之一。了解刀具磨损的形式和原因，可以帮助我们在数控加工中延长刀具寿命，避免加工异常。 01 刀具磨损的不同机理 在金属切削加工中，切屑沿刀具前刀面高速滑移而产生的热量和摩擦，使刀具处于一种极具挑战性的加工环境中。造成刀具磨损的机理主要是以下几种： 1）机械力：刀片切削刃上的机械压力导致断裂。 2）热量：在刀片切削刃上，温度变化导致裂纹，热量导致塑性变形。 3）化学反应：硬质合金和工件材料之间的化学反应导致磨损。 4）研磨：在铸铁中，SiC夹杂物会磨损刀片切削刃。 5）粘附：对于粘性材料，形成积屑层/积屑瘤。 02 刀具磨损的9种形式及应对措施 1）后刀面磨损
后刀面磨损是最常见的磨损类型之一，发生在刀片(刀具) 的后刀面。 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。 2）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。 3）塑性变形 切削刃下塌
切削刃凹陷 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。 4）涂层剥落
切削加工时，刀具一方面切下切屑，另一方面本身也要发生磨损或局部破损。刀具磨损后，可明显地发现切削力加大，切削温度上升，切屑颜色改变，工艺系统产生振动，加工表面粗糙度值增大，加工精度降低。因此，刀具磨损到一定程度后，必须进行重廓或更换新刀。刀具磨损和耐用度直接关系到切削加工的效率、质量和成本，是切削加工中十分重要的问题之一。 刀具磨损主要决定于刀具材料及工件材料的物理机械性能和切削条件。各种条件下刀具磨损有不同的特点。掌握这些特点，才能合理地选择刀具及切削条件，提高切削效率，保证加工质量。 第一节 切削力的计算和影响因素 在切削过程中，切削力直接影响切削热、刀具磨损与耐用度、加工精度和已加工表面质量。在生产中，切削力又是计算切削功率，设计机床、刀具、夹具以及监控切削过程和刀具工作状态的重要依据。研究切削力的规律，对于分析切削过程和生产实际都有重要意义。 一、切削力的来源、切削合力及分力、切削功率 1．切削力的来源 金属切削时，刀具使加工材料变形成为切屑所需的力，称为切削力。 切削力的来源有二方面 (1)切削层金属、切屑和工件表面层金属的弹性、塑性变形所产生的 抗力。 (2)刀具与切屑、工件表面间的摩擦阻力。 2．切削合力及分力 切削力的总和形成作用在车刀上的合力Fr 。 为便于测量和应用，可以将合力Fr 分解成三个互相垂直的分力： 1）Fz ——主切削力或切向力。它垂直于基面，切于切削表面并与切 削速度v 的方向一致。一般，Fz 在分力中最大，是计算切削功率，设计机床零件的主要依据。 2）Fy ——切深抗力，或称背向力、径向力、吃刀力。它在基面里并与进给方向(即工件轴线方向) 垂直。Fy 约为(O.15～0.7)Fz ，它虽不作功， 但能使工件变形或振动，对加工精度和己加 工表面质量影响较大。 3）Fx ——进给抗力，或称轴向力、走刀力。它 在基面里并与进给方向(即工件轴线方向)相 平行。Fx 约为(0.1～0.6)Fz ，是设计走刀机 构时所必需的数据。 22222x y z xy z r F F F F F F ++=+= 3．切削功率 消耗在切削过程中的功率称为切削功率Pm 。切削功率为Fz 和Fx 所消耗功率之和，因Fy 方向没有位移，故不消耗动力。于是: ）（kW V F f n F V F P z w x z m 331010)1000 (--?≈?+= 由于Fx 小于Fz,Fx 方向的运动速度又很小，因此Fx 消耗的功率可略而不计。 根据切削功率选择机床电机时，还要考虑机床的传动效率。机床电机功率P E 应满足：m m E P P η≥ 一般机床传动效率ηm 取0.75～O.85。 4．单位切削力：单位切削力是指单位切削面积上的主切削力，用P 表示：