（2）冷焊磨損

在切削過程中，工件、切削與前后面之間存在很大的壓力和強烈的摩擦，因此會發生冷焊。由于摩擦副之間的相對運動，冷焊會發生一側斷裂，導致冷焊磨損。在中等切削速度下，冷焊磨損普遍嚴重。實驗結果表明，在元素周期表中，脆性金屬的冷焊能力強于塑性金屬，多相金屬的冷焊傾向小于單向金屬，金屬化合物的冷焊傾向小于單質，B組元素和鐵的冷焊傾向較小。高速鋼和硬質合金的冷焊在低速切削時更為嚴重。

（3）擴散磨損

在高溫下切削、工件與刀具接觸過程中，雙方的化學元素在固態下相互擴散，改變刀具的成分結構，使刀具表層變得脆弱，加劇了刀具的磨損。擴散現象總是保持著深度梯度高的物體向深度梯度低物體持續擴散。例如硬質合金在800℃時其中的鈷便迅速地擴散到切屑、工件中去，WC分解為鎢和碳擴散到鋼中去；PCD刀具在切削鋼、鐵材料時當切削溫度高于800℃時，PCD中的碳原子將以很大的擴散強度轉移到工件表面形成新的合金，刀具表面石墨化。鈷、鎢擴散比較嚴重，鈦、鉭、鈮的抗擴散能力較強。故YT類硬質合金耐磨性較好。陶瓷和PCBN切削時，當溫度高達1000℃-1300℃時，擴散磨損尚不顯著。

工件、切屑與刀具由于材料的同，切削時在接觸區將產生熱電勢，這種熱電勢有促進擴散的作用而加速刀具的磨損。這種在熱電勢的作用下的擴散磨損，稱為“熱電磨損”。

（4）氧化磨損

當溫度升高時，刀具表面氧化產生的軟氧化物是由切屑摩擦形成的，稱為氧化磨損。例如，在700℃~800℃范圍內，空氣中的氧與硬質合金中的鈷、碳化物和碳化鈦反應生成軟氧化物，在1000℃時與水蒸氣發生反應。

刀具按磨損形式可分為面磨損、尖磨損和后刀面磨損，具體來看

（1）前刀面損

在以較大的速度切削塑性材料時，前刀面上靠近切削力的部位，在切屑的作用下，會磨損成月牙凹狀，因此也稱為月牙洼磨損。在磨損初期，刀具前角加大，使切削條件有所改善，并有利于切屑的卷曲折斷，但當月牙洼進一步加大時，切削刃強度大大削弱，*終可能會造成切削刃的崩碎毀損的情況。在切削脆性材料，或以較低的切削速度及較薄的切削厚度切削塑性材料時，一般不會產生月牙洼磨損。

（2）刀尖磨損

刀尖磨損為刀尖圓弧的后刀面及鄰近的副后刀面上的磨損，它是刀具上后刀面的磨損的延續。由于此處的散熱條件差，應力集中，故磨損速度要比后刀面快，有時在副后刀面上還會形成一系列間距等于進給量的小溝，稱為溝紋磨損。它們主要由于已加工表面的硬化層及切削紋路造成的。在切削加工硬化傾向大的難切削材料時，*易引起溝紋磨損。刀尖磨損對工件表面粗糙度及加工精度影響*大。

（3）后刀面磨損

在很大切削厚度切削塑性材料時，由于積屑瘤的存在，刀具的后刀面可能不與工件接觸。除此之外，通常后刀面都會與工件發生接觸，而在后刀面上形成一道后角為0的磨損帶。一般在切削刃工作長度的中部，后刀面磨損比較均勻，因此后刀面的磨損程度可用該段切削刃的后刀面磨損帶寬度VB來衡量。

由于各種刀具在不同的切削條件下都會磨損后刀面，特別是在切削脆性材料或切削厚度較小的塑性材料時，刀具磨損以后刀面磨損為主，磨損帶寬度的測量相對簡單，因此刀具的磨損程度通常用VB表示。VB越大，切削力越大，切削振動越大。這將影響刀尖圓弧的磨損，從而影響加工精度和表面質量。

二、遼寧干式石墨機刀具破損

刀具破損的表現

（1） 切削刃微崩。

當工件材料組織、硬度、余量不均勻，前角偏大導致切削刃強度偏低，工藝系統剛性不足產生振動，或進行斷續切削，刃磨質量欠佳時，切削刃容易發生微崩，即刃區出現微小的崩落、缺口或剝落。出現這種情況后，刀具將失去一部分切削能力，但還能繼續工作。繼續切削中，刃區損壞部分可能迅速擴大，導致更大的破損。

（2）刀刃或刀尖斷裂。

這種斷裂往往是在比切削刃的微觀塌陷更惡劣的切削條件下產生的，或者是在進一步發展的過程中產生的。粉碎的尺寸和范圍大于微塌陷的尺寸和范圍，使刀具完全失去了切削能力，不得不停止工作。刀尖的塌陷常被稱為銳減。

（3）刀片或工具損壞。

當切削條件非常惡劣時，切削參數過大，存在沖擊載荷，葉片或刀具材料出現裂紋，由于葉片的焊接和磨削，葉片中存在殘余應力，再加上操作不小心等因素，葉片或刀具可能會發生斷裂。這種形式的破損后，工具不能繼續使用，以致于被報廢。

（4） 刀片表層剝落。

對于脆性很大的材料，如TiC含量很高的硬質合金、陶瓷、PCBN等，由于表層組織中有缺陷或潛在裂紋，或由于焊接、刃磨而使表層存在著殘余應力，在切削過程中不夠穩定或刀具表面承受交變接觸應力時極易產生表層剝落。剝落可能發生在前刀面，刀可能發生在后刀面，剝落物呈片狀，剝落面積較大。涂層刀具剝落可能性較大。刀片輕微剝落后，尚能繼續工作，嚴重剝落后將喪失切削能力。

（5） 切削部位塑性變型。

具鋼和高速鋼由于強度小硬度低，在其切削部位可能發生塑性變型。硬質合金在高溫和三向壓應力狀態直工作時，也會產生表層塑性流動，甚至使切削刃或刀尖發生塑性變形面造成塌陷。塌陷一般發生在切削用量較大和加工硬材料的情況下。TiC基硬質合金的彈性模量小于WC基硬質合金，故前者抗塑性變形能力加快，或迅速失效。PCD、PCBN基本不會發生塑性變形現象。

（6） 刀片的熱裂。

當刀具承受交變的機械載荷和熱負荷時，切削部分表面因反復熱脹冷縮，不可避免的產生交變的熱應力，從而使刀片發生疲勞而開裂。例如，硬質合金銑刀進行高速銑削時，刀齒不斷受到周期性地沖擊和交變熱應力，而在前刀面產生梳狀裂紋。有些刀具雖然并沒有明顯的交變載荷與交變應力，但因表層、里層溫度不一致，也將產生熱應力，加上刀具材料內部不可避免地存在缺陷，，故刀片也可能產生裂紋。裂紋形成后刀具有時還能繼續工作一段時間，有時裂紋迅速擴展導致刀片折斷或刀面嚴重剝落。

刀具防止破損的方法

（1）上善精機數控技術團隊針對被加工材料和零件的特點給出的建議是，合理選擇刀具材料的各類和牌號。在具備一定硬度和耐磨性的前提下，必須保證刀具材料具有必要的韌性。

（2）合理選擇刀具幾何參數。通過調整前后角，主副偏角，刃傾角等角度， 保證切削刃和刀尖有較好的強度。在切削刃上磨出負倒棱，是防止崩刀的有效措施。

（3）保證焊接和刃磨的質量，避免因焊接、刃磨不善而帶來的各種疵病。關鍵工序所用的刀具，其刀而應經過研磨以提高表面質量，并檢查有無裂紋。

(4)合理選擇切削參數，避免切削力過大和切削溫度過高，防止刀具斷裂。

(5)保證過程系統具有良好的剛度，盡可能減少振動。

（6）采取正確的操作方法，盡量使刀具不承受或少承受突變性的負荷。

三、遼寧干式石墨機刀具崩刃

刀具崩刃的原因及對策

(1)葉片等級、規格選擇不當，如葉片厚度過薄或粗糙時選擇太硬、太脆的品牌。

對策：增大刀片厚度或將刀片立裝，選用抗彎強度及韌性較高的牌號。

（2） 刀具幾何參數選擇不當（如前后角過大等）。

對策：工具可以從以下幾個方面重新設計。適當減少前后角。2采用大的負邊傾角。3減小主撓度角。4采用大的負倒角或邊弧。5.研磨過渡刃，強化刀尖。

（3）葉片焊接工藝不正確，造成焊接應力過大或焊接裂紋。

對策：①避免采用三面封閉的刀片槽結構。②正確選用焊料，不得不提上善精機數控的焊接技術過硬。③避免采用氧炔焰加熱焊接，并且在焊接后應保溫，以消除內應力。④盡可能改用機械夾固的結構

（4）磨削方法不當，產生磨削應力和磨削裂紋;在PCBN銑刀磨銳之后，刀齒的擺動太大，使得各個刀齒過載并且還引起刀。

對策：1使用間歇磨削或金剛石砂輪磨削。 2使用較軟的砂輪并經常修剪以保持砂輪鋒利。 3注意刃磨的質量，嚴格控制銑刀齒的數量。

（5）切削參數的選擇不合理，如切削用量過大，機床磨損不嚴；斷續切削時，切削速度過高，進給量過大，毛坯余量不均勻，切削深度過小；高錳鋼等淬火傾向大，給料過小。

對策：重新選擇切削用量。

（6）刀具槽底面不平或伸出刀片過長等結構原因。

對策：1修剪刀槽花紋的底面。 2合理布置切削液噴嘴的位置。 3硬化刀柄在刀片下方添加硬質合金刀片。

（7） 刀具磨損過度。

對策：及時換刀或更換切削刃。

(8)切削液流量不足或灌裝方法不正確，造成葉片突然發熱和裂紋。

對策：(1)提高切削液流量。(2)合理布置切削液噴嘴位置。(3)采用噴霧冷卻等有效冷卻方式，提高冷卻效果。(4)切割是為了減少對葉片的沖擊。

（9） 刀具安裝不正確，如：切斷車刀安裝過高或過低；端面銑刀采用了不對稱順銑等。

對策：重新安裝刀具。

(10)加工系統剛度過低，造成切削振動過大。

對策：1增加工件的輔助支撐，提高工件的夾緊剛度。2減小工具的懸掛長度。3適當減小刀具后角。4采取其他減振措施。

（11） 操作不慎，如：刀具由工件中間切入時，動作過猛；尚未退刀，即行停車。

對策：注意操作方法。

四、遼寧干式石墨機積屑瘤

（1） 形成原因

在靠近切削刃的一部分，刀-屑接觸區內，由于下壓力很大，使切屑底層金屬嵌入前刀面上的微觀不平的峰谷內，形成無間隙的真正的金屬間接觸而產生粘結現象，這部分刀-屑接觸區被稱為粘結區。在粘結區內，切屑底層將有一薄層金屬材料層積滯留在前刀面上，這部分切屑的金屬材料經過了劇烈的變形，在適當的切削溫度下發生強化。隨著切屑的連續流出，在后繼切削的流動所作推擠下，這層滯積材料便與切屑上層發生相對滑移而離開來，成為積屑瘤的基礎。隨后，在它的上面又會形成第二層滯積切削材料，這樣不斷地層積，就形成了積屑瘤。

(2)切削特性及對切削的影響

1工件材料的硬度比工件材料高1.5×2.0倍，可以代替前刀面進行切削，保護刀刃，減少前刀面的磨損，但切屑堆積瘤脫落時，流經刀具-工件接觸區的磨粒會引起刀具后刀面磨損。

②在積屑瘤形成后刀具的工作前角明顯增大，對減小切屑變形及降低切削力起了積極作用。

3由于切削刃以外的碎屑瘤突出，實際切削深度增大，影響了工件的尺寸精度。

(4)芯片累積瘤會導致工件表面“犁”現象，影響工件表面粗糙度。5芯片腫瘤的碎片會結合或嵌入工件表面，形成硬點，影響工件加工表面的質量。

由上述分析可知，積屑瘤對切削加工，特別對精加工是不利的。

（3）控制措施

不使切屑底層材料與前刀面發生粘結或變形強化，即可避免積屑瘤的產生為此日的可采取如下措施。

① 減小前刀面的粗糙度。

② 增大刀具的前角。

③ 減小切削厚度。

采用低速切削或高速切削來避免切削速度的提高，容易形成切屑瘤。

(5)通過適當的熱處理，提高了工件材料的硬度，降低了材料的塑性。

6使用抗粘結性能好的切削液(如含硫和氯的極壓切削液)。

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