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讥加刃具磨损及改选
许昌技师学院李松涛
【摘要】实践证明，不同的机加刀具用材、切削加工性质、选用的刀具几何角度等都直接影响刀具的寿命，进而影响工件的加工质量、企业的生产效益，所以探讨机加刀
具的磨损成因，在生产应用中有极大的意义，本文就也这一方面做了初步的探讨，希望对机械丛业者有所帮助。
【关键词】刀具磨损；切削
金属切削加 中，机加刀具需要承受很高
的切削力以及切屑沿刀具表面高速滑移摩擦而
产生的大量的热，使刀具处于一种极具恶劣的
加工环境中。切削中切削力的大小往往是在一
个值的附近做窄幅震荡，微观上造成一个又一
个ｃ原子获得足够的能量后从晶格中逸出，造
成晶体缺陷，原子间引力减弱，在外力持续作
用下，晶格之间发生剪切与剥落，逐渐形成晶
格层面的磨损，达到一定数量的晶格层面磨损
后就会逐渐形成刀具的磨损表面。随着切削时
间的不断增加，切削区域能量不断积聚，温度
不断升高，当温度达到一定程度时就会促使刀
具表面形成新的变质层。变质层丧失原来刀具
材质的性质，不断随切屑消失，逐渐形成刀具
面的磨损，磨损达到一定程度时，刀具需重新
刀磨才能继续使用。
１．刀具材料 实践中发现刀具材料是决定刀具切削性
能的根本因素。硬度高的材料脆性也高，高硬
度的材料赋予刀具具有良好的耐磨性、热稳定
性，这对于提高加工效率、保证加工质量、降
低加工成本以及提高刀具寿命的影响很大，然
而高硬度的刀具材料脆性也高，其受冲击性就
差。如何保持刀具高硬度、高耐磨性，高红硬
性和高韧性是刀具材料所应克服的一个关键。
目前最通用的方式是根据加工工件材质的不同
有针对性的选用刀具材质，在尽可能的保证刀
具的高硬度，高耐磨性、高红硬性、足够的韧
性的基础上，尽量减少两种材质的亲和性。另
外伴随行业发展的要求，涂层刀具得到了越来
越广泛的应用，这便得绝大部分刀具在保持较
高韧性的同时，具有了良好的经济性。
刀具常见的磨损形式
1、 后刀面磨损 Flank wear
图像
形成原因： 刀具材质太软
切削速度过高
后角过小
进给率过小
应对措施：降低切削速度
选择更耐磨的硬质合金
检查刀尖高度
选择进给量与切深的正确比例
2、 月牙洼磨损 Crater wear 图像
形成原因：刀具材质过软
切削速度过高
进给过大
应对措施：降低切削速度和/或进给量
选择较耐磨的材料
选用配正前角刀具
3、积屑瘤 Welding
图像 形成原因：切削速度不合适
进给太低
刀具不够锋利
刀具/工件材料不匹配
应对措施：改变切削速度
增加进给
采用冷却液
减小倒棱
扩大前角
选用低亲和性的刀具材料
4、条纹状磨损 Notching
图像
形成原因：主要是由于切削速度太高或工件太硬(尤其是表面硬皮)而引起的严重摩擦 ；
锯齿形切屑的摩擦。 应对措施：降低切削速度
减小主偏角
选择更耐磨的硬质合金
5、梳状裂纹 Thermal cracking
图像
形成原因：由于温度变化，尤其是在断续切削时，会在刀刃上出现裂纹。
刀具材料过硬。
*主要出现在铣削时。
应对措施：选择一种耐热性能更好的材料
螺纹加工中的刀具磨损问题及其解决办法
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----宋停云与您分享---- 螺纹加工中的刀具磨损问题及其解决办法
螺纹加工是一项常见的金属加工工艺，用于制造螺纹结构的零件。在螺纹加工过程中，刀具的磨损是一个常见且重要的问题，它会影响加工质量和效率。因此，及时发现和解决刀具磨损问题至关重要。
以下是一些解决刀具磨损问题的步骤：
第一步：观察刀具磨损状况
在螺纹加工过程中，需要时刻观察刀具的磨损状况。常见的刀具磨损形式包括刃口磨损、刃口断裂、刃部磨损等。通过观察磨损状况，可以及时发现问题并采取相应措施。
第二步：检查加工参数
刀具磨损可能与加工参数有关。因此，在发现刀具磨损问题后，需要仔细检查加工参数，包括切削速度、进给速度和切削深度等。如果加工参数设置不当，可能会导致刀具过早磨损。
第三步：及时更换刀具 ----宋停云与您分享----
----宋停云与您分享---- 当刀具磨损达到一定程度时，就需要及时更换刀具。延迟更换会导致加工质量下降和刀具寿命进一步缩短。因此，需要制定合理的刀具更换计划，并在必要时及时更换刀具。
第四步：选择合适的刀具材料
刀具材料的选择对于延长刀具寿命起着重要作用。不同工件材料和加工方式需要使用不同的刀具材料。一般来说，刀具材料应具有良好的硬度和耐磨性，以提高刀具的使用寿命。
第五步：进行刀具磨损监测和管理
定期进行刀具磨损监测和管理是非常重要的。通过使用专业的刀具监测设备，可以及时了解刀具磨损情况，并采取相应的管理措施。例如，可以制定刀具修复计划，定期对刀具进行磨损修复，以延长刀具寿命。
第六步：优化加工工艺
优化加工工艺可以帮助减少刀具磨损。通过调整加工参数、改进冷却润滑方式和采用合适的刀具路径，可以降低切削力和温度，减少刀具磨损。因此，需要不断探索和改进加工工艺，以提高刀具的使用寿命。
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----宋停云与您分享---- 综上所述，刀具磨损是螺纹加工中常见的问题，但通过观察磨损状况、检查加工参数、及时更换刀具、选择合适的刀具材料、进行刀具磨损监测和管理以及优化加工工艺，可以有效解决刀具磨损问题，提高加工质量和效率。
1、磨料磨损
主要原因是工件材料中的杂质，基体组织中所含的碳化物、氮化物和氧化物等硬质点和积屑瘤的碎片，在刀具表面划出沟纹所造成的机械磨损。在各种切削速度条件下，都存在磨料磨损，它是低速刀具磨损的主要原因。减小这种磨损的主要方法，是降低刀具切削部分的表面粗糙度，采用相应的润滑性能好的切削液。
2、粘结磨损
在一定的压力和温度的作用下，刀具切削部分与切屑接触和摩擦，将会产生材料分子间的吸附作用，刀具材料的部分硬质点会被工件和切屑带走，造成粘结磨损。
3、扩散磨损
切削时，在高温的作用下，接触面之间分子活动能量大，产生合金元素相互相置换，如高速刀具在前刀面上形成含Cr、C较高的白色层，不断被切屑带走。切削钢件温度在800~1000度时，硬质合金中的Co、C、W扩散到切屑中去，钢中的Fe扩散到刀面上，形成硬度低而脆的复合碳化物，加速刀具磨损。金刚石和立方氮化硼乃具材料也存在扩散磨损。在硬质合金中，添加TaC、NbC、VC,可提高硬质合金抗扩散温度，减少扩散磨损。
4、化学磨损
空气中的氧在高温条件下，会使硬质合金产生表面氧化膜，形成一层硬度较低的化合物，被切屑带走，造成刀具磨损，称为化学磨损。
