常见切削刀具材料的磨损现象及原因分析

影响刀具磨损的原因分析及改善措施作者：杨启鹏来源：《活力》2009年第17期在金属切削过程中,刀具在高温条件下,受到工件、切削的摩擦作用,使刀具材料逐渐被磨耗或出现破损。

当刀具磨损达到一定程度时,容易引起震动、啸音、切削形态和颜色的改变,加工精度和表面光洁度下降,切削力和动力消耗随之增加。

所以研究刀具磨损原因,防止刀具过早、过多磨损以及如何延长刀具使用寿命,这是影响生产效率、加工成本和加工质量的一个重要课题。

刀具磨削时有以下几种磨损机理。

(1)磨粒磨损:在工件材料中存在着碳化物、氧化物和氮化物等硬质点。

在铸、锻工件表面上存在着硬的夹杂物和切屑、加工表面上粘着硬的积屑残留片,这些硬质点在切削时如同“磨粒”对刀具表面摩擦和刻划作用致使切削刃刀面磨损。

磨粒磨损时一种“机械摩擦”性质磨损,时高速钢磨损的主要原因。

(2)相变磨损:工具钢刀具在较高速度切削时,由于切削温度升高,使刀具材料产生相变,硬度降低,若继续切削,会引起前面塌陷和切削刃卷曲。

硬质合金刀具在高温(>900℃)、高压状态下切削也会因产生塑性变形而失去切削性能。

因此,相变磨损是一种“塑性变形”破损。

(3)黏结磨损:黏结磨损亦称冷焊磨损。

当刀具材料与工件材料产生黏结时,两者长生相对运动对黏结点产生剪切破坏,将刀具材料黏结颗粒带走所致。

刀面与工件间产生黏结是由于刀面上存在着微观不平度,并在一定温度条件下,刀具前面黏结着机械瘤刀面硬度降低与工件材料黏结及工件与工具元素间亲和造成的。

在高温高压作用下刀具表面层材料性能变化,当工件与刀具产生相对运动时,刀具材料的黏结颗粒被带走而形成了黏结磨损。

(4)扩散磨损:扩散磨损是在高温作用下,使工件与工具材料中合金元素相互扩散置换造成的。

如:硬质合金中的钨原子和碳原子向切屑扩散,切屑中铁、碳原子向刀具扩散,从而改变刀具表面材料,减低了刀具的硬度和耐磨性从而造成刀具磨损。

(5)化学磨损:化学磨损是在一定温度下,刀具材料与某些周围介质(如空气中的氧,切削液中的极压添加剂硫、氯等)起化学作用,在刀具表面形成一层硬度较低的化合物,而被切屑带走,加速刀具磨损;或者因为刀具材料被某种介质腐蚀,造成刀具磨损。

刀具破损的主要形式及其产生的原因有以下几个方面(1)后刀面磨损后刀面磨损是由机械交变应力引起的出现在刀具后刀面上的摩擦磨损。

如果刀具材料较软，刀具的后角偏小，加工过程中的切削速度偏高，进给量太小，都会造成刃具后刀面的磨损过量，并由此使得加工表面的尺寸和精度降低，增大切削中的摩擦阻力。

因此应该选择耐磨性较高的刀具材料，同时降低切削速度，加大进给量，增大刀具后角。

如此才能避免或减少刀具后刀面磨损现象的产生。

(2)边界磨损主切削刃上的边界磨损常发生于与工件的接触面处。

主要原因是工件表面硬化、微信公众号：hcsteel锯齿状切屑造成的摩擦。

解决措施是降低切削速度和进给速度，同时选择耐磨刀具材料，并增大刀具的前角，使切削刃锋利，(3)前刀面磨损前刀面磨损是在刀具的前刀面上由摩擦和扩散导致的磨损。

前刀面磨损主要由切屑和工件材料的接触，以及对发热区域的扩散引起。

另外刀具材料过软，加工过程中切削速度较高，进给量较大，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、降低切削刃的强度。

应该采用降低切削速度和进速度，同时选择涂层硬质合金材料，来达到减小前刀面磨损的目的。

(4)塑性变形塑性变形是切削刃在高温或高应力作用下F产生的变形。

切削速度和进给速度太高以及工件材料中硬点的作用，刀具具材料太软和切削刃温度较高等现象，都是产生塑性变形的主要原因。

塑性变形的产生会影响切屑的形成质量，并导致刀具崩刃。

可以通过采取降低切削速度和进给速度，选择耐磨性高和导热性能好的刀具材料等措施，达到减少塑性变形的目的。

(5)积屑瘤积屑瘤是指工件材料在刀具上的黏附物质积屑瘤的产生会大大降低工件表面的加工质量，会改变切削刃的形状并最终导致切削刃崩刃。

采取的对策是提高切削速度，选择涂层硬质合金或金属陶瓷等刀具材料，并在加工过程中使用冷却液。

(6)刃口剥落刃口剥落是指切削刃口上出现一些很小的缺口，非均匀的磨损。

主要由断续切削、切屑排除不畅等原因造成。

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。

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。

刀具磨损报告作业指导引言概述：刀具磨损是制造业中常见的问题，它直接影响着生产效率和产品质量。

为了及时识别和解决刀具磨损问题，制定刀具磨损报告作业指导是必要的。

本文将从刀具磨损的定义、原因、检测方法、解决方案以及预防措施等方面进行详细阐述。

一、刀具磨损的定义1.1 刀具磨损的概念：刀具磨损指的是刀具表面与工件接触时，由于摩擦和热量的作用，刀具表面逐渐磨损、磨蚀的过程。

1.2 刀具磨损的分类：刀具磨损可分为刀尖磨损、刀脚磨损和刀片磨损等多种类型。

1.3 刀具磨损的影响：刀具磨损会导致切削力增加、加工表面质量下降、加工精度降低等问题，从而影响生产效率和产品质量。

二、刀具磨损的原因2.1 切削温度过高：高速切削时，由于切削温度过高，刀具表面易于磨损。

2.2 切削速度过快：过高的切削速度会导致刀具表面的磨损加剧。

2.3 切削材料不匹配：切削材料与工件材料不匹配时，易导致刀具磨损。

三、刀具磨损的检测方法3.1 目视检测法：通过观察刀具表面的颜色、光泽等变化，判断刀具是否磨损。

3.2 量测检测法：采用显微镜、测微计等工具，测量刀具表面的磨损量。

3.3 动态监测法：利用传感器等设备，实时监测刀具的磨损情况。

四、刀具磨损的解决方案4.1 刀具润滑：合理选择切削液，提供良好的润滑和冷却效果，减少切削温度，降低刀具磨损。

4.2 刀具涂层：采用合适的刀具涂层，能够有效增加刀具的硬度和耐磨性，延长刀具使用寿命。

4.3 切削参数优化：合理调节切削速度、进给量和切削深度等参数，减少刀具磨损。

五、刀具磨损的预防措施5.1 定期维护：定期对刀具进行清洁、润滑和检查，及时更换磨损严重的刀具。

5.2 刀具贮存：正确存放刀具，避免刀具之间的相互碰撞和受潮等问题，保证刀具的质量。

5.3 刀具选择：根据工件材料和加工要求，选择合适的刀具材料和结构，提高刀具的耐磨性和切削效率。

结论：刀具磨损是制造业中常见的问题，但通过正确的刀具磨损报告作业指导，可以及时识别和解决刀具磨损问题。

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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浅析金属切削过程中的刀具磨损及其影响因素刀具磨损对切削加工的效率、质量和成本有着直接的影响。

本文从刀具磨损的形式、刀具磨损的过程及影响刀具磨损的因素三个方面对切削加工中的刀具磨损做了分析和阐述。

标签：金属切削；刀具磨损；影响因素在切削过程中，刀具在高温、高压的条件下工作，刀具与切屑、工件之间产生了剧烈的挤压与摩擦，切削刃由锋利逐渐变钝以致于失去了正常的切削能力，这就是刀具的磨损。

刀具的磨损对切削加工的效率、质量和成本有直接的影响。

刀具磨损程度超过允许值后，必须及时刃磨或更换，以免引起振动并使加工质量下降。

一、刀具磨损的形式刀具磨损分为正常磨损和非正常磨损。

正常磨损是指刀具在正常的切削过程中逐渐产生的磨损。

非正常磨损是指切削过程中突然或过早产生的损坏现象，如脆性破损（崩刃、剥落、碎裂）、卷刃等。

正常磨损主要有以下几种形式：1.后面磨损切削脆性金属材料时，或以较低的切削速度、较小的进给量切削塑性金属材料时，常会发生这种磨损。

此条件下前面上的压力和摩擦力不大，温度较低，这时磨损主要发生在后面。

磨损使切削刃附近的后面上磨出后角为零的小棱面，或形成一些不均匀的沟痕。

后面磨损是切削中最常见的磨损形式。

2.前面磨损以较高的切削速度和较大的进给量切削塑性金属材料时，常会发生这种磨损。

此条件下切屑对前面的压力大，摩擦剧烈，温度高，使前刀面上近切削刃处磨出一月牙洼，此区域是切削温度最高的地方，磨損最严重。

月牙洼扩大到一定程度，刀具就会崩刃。

3.前、后面同时磨损以中等切削速度和中等进给量切削塑性金属材料时，常会发生这种磨损。

刀具上同时出现前面磨损和后面磨损。

二、刀具的磨损过程在正常的切削中，刀具的磨损量随切削时间的增加而逐渐扩大，由于刀具磨损中总会带有后面磨损，因此，可以用后面的磨损过程来反映刀具的磨损过程。

如图1所示，后面的磨损过程可分为三个阶段：1.初期磨损阶段（Ⅰ段）由于新刃磨后的切削刃和刀面上微观不平，峰顶棱角突出，因此后面与加工表面和切屑的实际接触面小，压强很大，所以磨损较快。

金属加工中的刀具磨损预测与优化一、前言金属加工的核心是切削，而切削中刀具的磨损状况直接影响加工效率和加工精度。

因此，对刀具磨损的预测和优化至关重要。

本文将从刀具磨损原因、磨损预测方法以及磨损优化的几个方面进行阐述。

二、刀具磨损的原因在金属加工中，刀具磨损主要有以下三种形式：1.切削力过大：切削力过大会导致刀具表面压力过大而引起刀具表面的疲劳破坏，这种磨损形式称为疲劳磨损。

2.热破坏：由于工件和切削刃之间的摩擦，加工过程中会集中产生大量的热能，长时间的高温作用会导致刀具表面硬化层、涂层等失效，称为热破坏。

3.化学作用：金属材料存在着与切削液中化学物质相互作用的现象，导致刀具表面的化学反应，称为化学磨损。

以上三种磨损形式往往同时存在，但其中的主要磨损形式不同，因此需要根据不同类型的刀具和不同的加工情况，选择不同的刀具材料和涂层材料来减轻刀具磨损。

三、刀具磨损预测方法在金属加工中，刀具磨损的预测主要有以下两种方法：1.经验公式法：根据切削力和加工时间推算出刀具的寿命。

但由于不同材料、涂层和加工情况下的刀具磨损情况不同，因此该方法的精度较低，仅适用于简单工艺的加工。

2.仿真模拟法：根据实验测量和物理数学模型的建立，在计算机环境下，通过模拟模型来预测刀具的寿命。

该方法可以精确计算切削刃的接触应力、表面温度、塑性变形等磨损情况，但需要大量的输入数据和高超的数学模型知识。

四、刀具磨损优化为了提高金属加工的加工品质和加工效率，需要进行刀具磨损的优化措施。

以下是刀具磨损优化的几个方向：1.优化刀具前角和后角：刀具前角和后角主要影响切削角度以及切削刃与工件表面的接触情况，优化可以降低刀具的摩擦力和切削力，减缓刀具的磨损。

2.优化刀具涂层：涂层可以有效的降低磨损和提高切削寿命。

常见的涂层有氮化、碳化、氧化和多层复合涂层等。

3.优化刀具冷却方式：切削液的喷射和刀具的冷却可以降低切削温度，缓解刀具的热破坏。

4.优化加工参数：通过优化切削速度、切削深度和进给量等参数，可以有效的降低刀具的切削力和磨损程度。

CNC机床加工过程中的刀具磨损与寿命CNC（Computer Numerical Control，计算机数控）机床作为现代工业生产中不可或缺的重要设备，其高精度和高效率的加工能力使其在各行各业中得到广泛应用。

刀具作为CNC机床的核心部件之一，在加工过程中起到关键作用。

然而，刀具在加工过程中会出现磨损现象，进而影响其寿命与加工效果。

本文将探讨CNC机床加工过程中刀具磨损与寿命的问题，并提出相应的解决方案。

一、刀具磨损的原因刀具磨损是CNC机床加工过程中常见的现象，其原因可以归结为以下几个方面：1. 切削力的作用：在切削过程中，刀具承受着巨大的切削力，导致切削刃与工件之间发生摩擦和磨损。

2. 材料腐蚀：加工过程中，刀具与材料的相互作用会引起切削液中的化学反应，形成氧化物、硬质物质等，进而腐蚀刀具表面。

3. 加工过程中的振动：CNC机床在高速运转时产生的振动也会引起刀具的磨损，振动会导致切削面不均匀，加剧刀具的磨损。

4. 温度的影响：加工过程中，切削区域会发生高温现象，导致刀具受热膨胀、塑性变形及冷却不均匀等问题，加剧了刀具的磨损。

二、刀具寿命的评估刀具寿命是指刀具在加工中能够保持良好工作状态的时间，通常以刀具完全失去使用价值为标准。

评估刀具寿命的主要指标有以下几种：1. 积累切削量（tool wear value）：通过测量刀具切削刃的磨损程度来评估刀具的寿命。

2. 切削力变化：在加工过程中，定期检测切削力的变化情况，当切削力超过设定范围时可判断刀具需要更换。

3. 表面粗糙度：通过测量工件表面的粗糙度变化来判断刀具的磨损情况，当工件表面粗糙度明显增加时，说明刀具已经磨损严重。

4. 加工效率：当切削效率下降到一定程度时，可视为刀具需要更换。

三、刀具磨损与寿命延长的解决方案为了延长刀具的寿命，减少刀具磨损的影响，可以采取以下解决方案：1. 选择合适的刀具材料：根据不同的加工材料和加工要求，选择符合要求的刀具材料。

车削工艺中的刀具磨损与更换在车削工艺中，刀具的磨损与更换是一个重要的问题。

刀具的磨损会直接影响车削工艺的质量和效率，因此及时更换磨损的刀具是保证工艺稳定进行的必要措施。

一、刀具磨损的原因与种类刀具的磨损主要是由以下几个方面的因素导致的：材料的切削性、切削速度、切削深度、切削方式、冷却润滑等。

根据刀具磨损的形式和程度，可以将其分为以下几种类型：1. 刀尖磨损：由于刀尖是直接接触被加工材料的部位，所以其磨损最为明显。

在车削过程中，刀尖会逐渐磨损变钝，导致切削力增加，加工表面质量下降。

2. 刀片背面磨损：刀片背面是与刀柄连接的部分，受到切削力的作用，容易产生磨损。

刀片背面的磨损会导致刀片的固定性能下降，影响加工精度。

3. 刀侧磨损：刀侧也是直接接触被加工材料的部位，其磨损主要是由于切屑的剪切作用和磨料颗粒的磨损作用引起的。

刀侧磨损会导致加工表面的光洁度变差。

二、刀具磨损的影响和判断标准刀具的磨损会直接影响车削加工的效果和质量。

刀具磨损过大会导致加工表面粗糙度增加、尺寸误差增大、加工效率下降。

因此，及时判断和更换磨损的刀具至关重要。

1. 观察切屑的形状：在车削过程中观察切屑的形状可以初步判断刀具的磨损情况。

如果切屑形状变化明显，比如从螺旋状变为碎屑状，说明刀具磨损较为严重。

2. 检查加工表面质量：检查加工表面的质量可以更直观地了解刀具磨损的情况。

如果加工表面出现毛刺、痕迹或者光洁度不佳，说明刀具已经磨损严重，需要更换。

3. 测量尺寸误差：通过测量加工零件的尺寸误差可以判断刀具是否需要更换。

如果加工尺寸偏差超过了允许范围，说明刀具已经磨损到需要更换的程度。

三、刀具的更换与维护及时更换磨损的刀具是保证车削工艺质量稳定的重要措施。

在更换刀具时，应该注意以下几点：1. 选择合适的刀具：根据被加工材料的性质、工件的形状和加工要求等因素选择适合的刀具。

不同的刀具有不同的耐磨性和切削特性，选择合适的刀具可以延长刀具的使用寿命。

机械加工中刀具磨损的影响因素及对策在工业生产中，机械加工是一个非常重要的环节，而刀具的选择和使用对加工质量和效率有着至关重要的影响。

由于刀具在加工过程中会不可避免地磨损，这就需要制定相应的对策来延长刀具的使用寿命，提高加工效率。

本文将详细介绍机械加工中刀具磨损的影响因素及对策。

1. 刀具磨损的影响因素1.1 加工材料的硬度加工材料的硬度是影响刀具磨损的重要因素之一。

通常来说，材料越硬，刀具磨损就越严重。

硬度高的材料在切削过程中会对刀具产生更大的磨损，因此需要选择更硬度更高的刀具来适应加工要求。

1.2 切削速度切削速度是指单位时间内刀具相对于工件表面的移动速度。

切削速度的选择直接影响着刀具的磨损情况。

一般来说，较高的切削速度会导致刀具磨损增加，而较低的切削速度则会降低刀具磨损。

在实际加工中需要根据加工材料的硬度和刀具的耐磨性来合理选择切削速度。

1.3 切削深度和进给量切削深度和进给量是影响刀具磨损的重要因素之一。

过大的切削深度和进给量会导致刀具负荷过重，从而加速刀具的磨损。

在实际加工中需要根据加工要求和刀具的耐磨性来合理选择切削深度和进给量。

1.4 冷却润滑冷却润滑是在刀具加工中用来冷却刀具和工件、减少摩擦和热量的重要手段。

适当的冷却润滑可以减少刀具的磨损，延长刀具的使用寿命。

1.5 刀具材料和刀具形状刀具的材料和形状直接影响着刀具的磨损情况。

硬度高、耐磨性好的材料可以降低刀具的磨损，延长刀具的使用寿命。

合理选择刀具形状，能够减少切削阻力，降低刀具的磨损。

2.1 合理选择刀具材料刀具的材料对于刀具的使用寿命和加工效果有着至关重要的影响。

对于高硬度的加工材料，需要选择耐磨性好的刀具材料，例如高速钢、硬质合金等。

而对于低硬度的加工材料，可以选择普通碳钢刀具。

2.2 合理选择切削参数在实际加工中，需要根据加工材料的硬度、刀具材料和形状等因素来合理选择切削速度、切削深度和进给量，以减少刀具的磨损。

2.4 定期检查刀具刀具在长时间的使用过程中会出现磨损和损坏的情况，因此需要定期对刀具进行检查，及时更换磨损严重的刀具，以保证加工质量和安全生产。

金属切割与切削过程中的材料变形与刀具磨损机理分析金属切割和切削过程中的材料变形与刀具磨损机理分析金属切割和切削过程是制造业中常见的加工方法，广泛应用于制造各种零件和构件。

然而，在实际应用中，刀具的磨损和材料的变形是很常见的问题，对于切削过程的效率和产品质量都会产生重要影响。

因此，对于金属切割与切削过程中的材料变形与刀具磨损机理进行分析是非常必要的。

首先，需要明确的是，金属切割和切削过程中材料的变形与刀具的磨损是相互关联的。

在切削过程中，由于刀具与工件之间高速相对运动，产生了较大的切削力。

这些切削力会导致材料的弹性变形和塑性变形。

材料的弹性变形是在切削力的作用下，材料在切削区域发生的瞬时微小变形。

这种变形会导致工件表面的弹性回复现象，形成毛刺和起伏。

同时，由于切削力的作用，材料还容易发生塑性变形。

塑性变形是指材料在外力作用下，超过其弹性极限，进而发生形态改变，不可逆的塑性变形现象。

在金属切割和切削过程中，材料产生塑性变形主要是由于刀具与工件摩擦而产生的高温导致材料软化，使得材料更容易发生塑性变形。

除了对材料的变形外，刀具的磨损也是一个不可忽视的问题。

刀具磨损的主要原因有以下几点：切削力的作用、材料的切削性、切削速度、切屑形成和排除等。

在切削过程中，由于刀具与工件表面的摩擦，切削力会导致刀具表面的磨损。

特别是在高速切削过程中，切削热和切削力会导致刀具表面的热软化和塑性变形，进而引起切削刃的磨损。

对于材料变形和刀具磨损的机理，我们可以从宏观和微观两个层面进行分析。

在宏观层面上，材料变形和刀具磨损的机理主要是由切削力和切削温度引起的。

切削力主要来自于切削力方向、大小和分布的不均匀性，这会导致材料的变形和切削刃的磨损。

切削温度是指在切削过程中切削区域的温度变化。

高温会引起材料软化，使其更容易发生塑性变形；同时，高温还会使刀具表面硬度降低，增加刀具磨损的可能性。

在微观层面上，材料变形和刀具磨损的机理主要是由材料的微观结构和切削区域的应力引起的。

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。

刀具磨损原因
1）磨料磨损
被加工材料中常有一些硬度的微小颗粒，能在刀具表面划出沟纹，这就是磨料磨砂损。

磨料磨损在各个面都存在，前刀面＊明显。

而且各种切削速度下都能发生麻料磨损，但对于低速切削时，由于切削温度较低，其它原因产生的磨损都不明显，因而磨料磨损是其重要原因。

另处刀具硬度越低磨料麻损越严重。

2）冷焊磨损
切削时，工件、切削与前后刀面之间，存在很大的压力和猛烈的摩擦，因而会发生冷焊。

由于摩擦副之间有相对运动，冷焊将产生分裂被一方带走，从而造成冷焊磨损。

冷焊磨损一般在中等切削速度下比较严重。

依据试验表明，脆性金属比塑性金属的抗冷焊本领强；多相金属比单向金属小；金属化合物比单质冷焊倾向小；化学元素周期表中B族元素与铁的冷焊倾向小。

高速钢与硬质合金低速切削时冷焊比较严重。

3）扩散磨损
在高温下切削、工件与刀具接触过程中，双方的化学元素在固态下相互扩散，更改刀具的成分结构，使刀具表层变得脆弱，加剧了刀具磨损。

扩散现象总是保持着深度梯度高的物体向深度梯度低物体持续扩散。

4）氧化磨损
当温度上升时刀具表面氧化产生较软的氧化物被切屑摩擦而形成的磨损称为氧化磨损。

如：在700℃～800℃时空气中的氧与硬质合金中的钴及碳化物、碳化钛等发生氧化反应，形成较软的氧化物；
在1000℃时PCBN与水蒸气发生化学反应。

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。

机床加工中的刀具磨损与管理机床加工中的刀具磨损与管理对于生产效率和产品质量有着重要的影响。

本文将探讨刀具磨损的原因以及有效的刀具管理策略，以提高机床加工效率和降低生产成本。

一、刀具磨损的原因刀具在机床加工中常常会出现磨损现象，主要原因如下：1. 切削力过大：机床加工过程中，刀具承受着巨大的切削力，如果工件材料的硬度高，切削速度过快，切削深度过大等因素都会导致切削力过大，进而引起刀具磨损。

2. 切削温度过高：机床加工中，由于切削速度和切削深度的增加，切削区域的摩擦产生的热量也会增加，切削温度升高会对刀具表面产生热影响区，使刀具表面硬度下降，从而加速刀具磨损。

3. 刀具材料质量不佳：刀具材料的选择直接影响着刀具的使用寿命。

如果刀具材料的硬度、韧性等方面不符合加工要求，那么其使用寿命将大大降低。

二、刀具磨损的类型刀具磨损主要分为三个类型：刀尖磨损、刀片磨损和刀柄磨损。

1. 刀尖磨损：刀尖磨损是机床加工中常见的磨损类型，主要表现为刀尖的磨损和变形，导致切削力不平衡，进而影响加工精度和表面质量。

2. 刀片磨损：刀片磨损是刀具加工过程中常见的现象，主要表现为刀片表面的磨损和破损，导致切削力不稳定，产生振动和噪音，同时还会影响产品的尺寸和表面质量。

3. 刀柄磨损：刀柄磨损是指刀具的刀柄部分出现磨损，主要表现为刀柄的表面磨损和腐蚀，导致刀具与机床的结合不紧密，影响加工精度。

三、刀具管理策略为了延长刀具的使用寿命和提高加工效率，刀具管理至关重要。

以下是一些有效的刀具管理策略：1. 刀具定期检查和更换：定期对刀具进行检查，及时更换磨损严重的刀具，避免在加工过程中因刀具磨损而导致的工件尺寸不合格。

2. 切削参数优化：合理选择切削参数，包括切削速度、切削深度和进给速度等，以减少刀具磨损和提高加工效率。

3. 加工液的选择和使用：选择适合加工材料的加工液，加工液可以降低切削温度，减少刀具磨损。

4. 刀具涂层技术的应用：采用刀具涂层技术可以提高刀具的硬度和耐磨性，延长刀具的使用寿命。

常见切削刀具材料的磨损现象及原因分析1引言从20世纪80年代开始，由于数控机床的主轴、进给系统等功能部件设计制造技术的突破，数控机床的主轴转速和进给速度均大幅度提高，在现代制造技术全面进步的推动下，切削加工技术开始进入高速切削的新阶段。

目前，高速切削已在模具、航空、汽车等制造业领域得到了大量应用，产生了显著的经济效益，并正向其它应用领域拓展。

高速切削加工对刀具提出了一系列新的要求。

研究表明，高速切削时，造成刀具损坏的主要原因是在切削力和切削温度作用下因机械摩擦、粘结、化学磨损、崩刃、破碎以及塑性变形等的引起的磨损和破损。

因此，对高速切削刀具材料最主要的性能要求是耐热性、耐磨性、化学稳定性、抗热震性以及抗涂层破裂性能等。

陶瓷、CBN、PCD、金属陶瓷等刀具材料具有良好的耐热性和耐磨性，当其韧性得到改善后，非常适合用于高速切削。

先进涂层技术的发展进一步改善了刀具材料的性能。

目前，新型涂层材料和涂层工艺的开发方兴未艾，预示着涂层刀具在高速切削领域将有巨大发展潜力和广阔应用前景。

本文对高速切削加工时陶瓷刀具、立方氮化硼刀具、金刚石刀具、金属陶瓷刀具和涂层刀具的磨损机理进行了综合评述，对刀具的磨损形态和磨损寿命进行了分析，这些研究将有益于实际生产加工中对高速切削刀具的合理选用与磨损控制。

2高速切削刀具的磨损形态高速切削时，刀具的主要磨损形态为后刀面磨损、微崩刃、边界磨损、片状剥落、前刀面月牙洼磨损、塑性变形等。

后刀面磨损是高速切削刀具最经常发生的磨损形式，可看作是刀具的正常磨损。

后刀面磨损带宽度的加大会使刀具丧失切削性能，在高速切削时常采用后刀面上均匀磨损区宽度VB值作为刀具的磨损极限。

微崩刃是在刀具切削刃上产生的微小缺口，常发生在断续高速切削时，通过选用韧性好的刀具材料、减小进给量、改变刀具主偏角以增加稳定性等措施，均可减小微崩刃的发生概率。

通常只要将刀具微崩刃的大小控制在磨损限度以内，刀具仍可继续切削。