响刀具磨损的几种原因
刀具, 磨损
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
任何事物使用时间长了,都会出现破损,不要刀具外表坚硬,时间老人也会把它磨平,影响刀具磨损的几种原因有哪些呢?
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;
3、刀具的涂层。
4、刀具刃口的强化。
5、刀具的机械加工条件。
选择适当的加工条件对于刀具的寿命有相当大的影响。
总之刀具的材料、几何角度、涂层、刃口的强化及机械加工条件,在刀具的使用寿命中扮演者不同的角色,缺一不可,相辅相成的。一把好的石墨刀具,应具备流畅的石墨粉排屑槽、长的使用寿命、能够深雕刻加工、能节约加工成本。
１ 金属切削原理与刀具教案
课题 §4、1刀具的磨损及其原因 授课日期
教材
分析 1、刀具的磨损形式
2、刀具磨损的原因
3、刀具的磨损过程
学情
分析 这部分内容理论性较强，学生虽然在实习过程中接触过，但不能解释原因，缺乏理论知识
教学
目标 1、掌握刀具磨损的三种形式并能够分析
2、了解刀具磨损的原因
重点 掌握刀具磨损的三种形式并能够分析
难点 了解刀具磨损的原因
[复习]
1、影响切削温度的各方面因素
2、切削温度的测量
3、磨削热与磨削温度
[新课]
一、刀具的磨损形式
正常磨损
非正常磨损
1、正常磨损
①前刀面磨损
形式：月牙洼
形成条件：加工塑性材料，v大，hD大（hD>0.5）
影响：削弱刀刃强度，降低加工质量
②后刀面磨损
形式：后角=0的磨损面（参数——VB，VBmax）
形成条件：加工塑性材料, v 较小, hD 较小（hD<0.5）；加工脆性材料
影响：切削力↑, 切削温度↑, 产生振动，降低加工质量
③前、后刀面磨损
要求学生看书并能够根据黑板上列出的提纲拎出要点
２ 金属切削原理与刀具教案
形式：界于以上二者之间
形成条件：中等切削厚（ac=0.1~0.5mm）塑性材料
2、非正常磨损
① 卷刃
切削加工时，切削刃或刀面产生塌陷或隆起的塑性变形现象称卷刃
② 破损
在切削刃或刀面上产生裂纹、崩刃或碎裂的现象
刀具的破损：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，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。
比较： 磨损：是一个比较缓慢的逐渐发展的刀具表面损伤过程
破损：是一个突发过程，刹那间使刀具失效
形式： 脆性破损：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，脆性破损又分为崩刃、碎断、剥落和裂纹破损
塑性破损
要求学生能够根据前面的内容自己比较 VB VBmax
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
