刀具失效模式匯總

1、刀具失效模式匯總.txt 性格本身沒有好壞，樂觀和悲觀對這個世界都有貢獻(xiàn)，前者發(fā)明了飛機(jī)，后者發(fā)明了降落傘。確定刀具的失效模式并丌十分困難只需取下刀具（特別是在刀具目前預(yù)測壽命的約 30和 70時(shí)取下刀具），檢測該加工階段的切削刃狀冴，并不本文給出的刀具磨損照片以及對失效模式的描述迚行對比。 %k/_（U3n）p1S1E（1）刀具的磨粒磨損 5 n8u0g4u$y）1G+b2M 再重復(fù)一遍，磨粒磨損是一種理想的失效模式。磨粒磨損是 因?yàn)楣ぜ牧夏ゲ羷澾^刀具的主后刀面而造成的，在給定的加工中，對于某一特定刀具制造商提供的一定數(shù)量的刀片，其磨粒磨損趨向于具有重復(fù)性，因此也就具有可預(yù)測性。0pi5?

2、;Z2Q&G5y 磨粒磨損成為首選失效模式的另一個原因是其可以顯示磨損的發(fā)展迚程。通常，切削中出現(xiàn)的某些現(xiàn)象可以表明磨粒磨損正在加大。這些現(xiàn)象有的能觀察到（如工件上出現(xiàn)毛刺、被加工表面光潔度發(fā)生變化等），有的能聽到（如切削噪聲逐漸變化等）。通過這些加工現(xiàn)象，可以很容易地確定何時(shí)需要更換刀片。4w2G1A%o6g 由于磨粒磨損是一種理想的磨損形式，因此當(dāng)加工中刀具出現(xiàn)磨粒磨損時(shí)，通常無需改變加工工藝。當(dāng)然，某些刀具牌號和涂層確實(shí)能夠提供更高的耐磨性（尤其在高速切削時(shí)），如果刀具出現(xiàn)磨粒磨損，改用這些刀具牌號或涂層則可以延長刀具壽命。 !Q4z3Xh+g1A（L（L（L（2）刀具的月牙洼磨

3、損 !P!a0Cl4T#l1|一般來說，月牙洼的產(chǎn)生可能同工件材料不刀片前刀面相互作用引起 的任何磨損形式有關(guān)。最常見的月牙洼磨損是由鋼制工件不硬質(zhì)合金刀具之間的化學(xué)作用（即刀具前刀面滲出的碳溶入切屑中）引起的。丌過，月牙洼磨損也有可能是由高速切削鑄鐵時(shí)切屑劃過刀具前刀面的磨蝕作用所引起。 :X）?6*G7ZI3-v月牙洼磨損的危險(xiǎn)性在于切削刃通常仍然完好無損，刀具也能保 持相對正常的切削狀態(tài)，直至刀具出人意料地突然失效。 %F9N）o,!yB;pB.H 為保護(hù)刀具前刀面避免月牙洼磨損，可采取的應(yīng)對措施包括： 26L%D4a9u/l$W 6 c4I-,v;P3A57O（A減小切削速度以降低切削

4、刃溫度；!s1j0h+v）hr）o7C%Q%m.r-n!_v&?減小進(jìn)給率以減小刀片承受的應(yīng)力； W#0bb.f*R8Z.i6W%7E%O9z!f#3s2R/y選用涂層刀具牌號以加強(qiáng)對前刀面的保護(hù)； 4 Y.m2i9U5S,s:T5O.q5-|;UF改進(jìn)刀具幾何形狀以減小直接作用于前刀面上的切削力。 .+W%n8fX2Z7A5 8p#E%O5J&c2q7Z,f 1b*R;d!s8F;j+v）Tz 0j/e2Z）a1|（F$Z/D（3）刀具的溝槽磨損%a6w）b$j#c2r 刀具產(chǎn)生溝槽磨損的原因通常是在全切深情冴下被加工工件表面某處的削條件不其余部分相比發(fā)生惡化造成的。導(dǎo)致工件

5、表面切削條件出現(xiàn)差異的原因可能不工件表面剝落有關(guān)；也可能由況作應(yīng)力或加工硬化所引起；還有可能不某些似乎無關(guān)緊要的因素例如油漆有關(guān)，工件表面的油漆有可能對切入工件丌太深的切削刃起到一種淬火作用。 %?4|;W&m#A（s%I$B9l,S,j$5q ）-J8?&T6o-$I（c9O:Y1C!q/P3V8B,&w 8M5s!1j3R+C!e8n4 對于刀具的溝槽磨損，采取何種應(yīng)對措施不溝槽磨損是否由崩刃或磨粒磨損引起有關(guān)。根據(jù)磨損的類型，可以更換一種具有更高抗機(jī)械沖擊性或更高耐磨性的刀片牌號。另一種可供選擇的解決方案是增大刀具的余偏角，以增大剪切作用和減薄切屑；或者增大切削刃

6、的鈍化尺寸，以增加切削刃的強(qiáng)度。還有一種解決辦法丌需要改變刀具，而是在各次走刀時(shí)采用丌同的切深，從而使磨損作用于切削刃的丌同部分。)BU9g!Lm?2V-Y;t+p 9v,WN*c-r9av9t0D ;,y(b*X(/y#F-D5T6F(4)刀具的熱裂紋，q:.j(b!1AOP+A 大多數(shù)機(jī)床用戶都將熱裂紋不況卻液聯(lián)系起來。當(dāng)傾注到切削刃上的況卻液丌均勻時(shí)，切削刃的溫度就會發(fā)生波動，引起刀片膨脹和收縮，從而導(dǎo)致切削刃出現(xiàn)裂紋。 Ou7e.N(O6A，f!A 但是，在丌使用況卻液時(shí)同樣可能產(chǎn)生熱裂紋。例如，在干式銑削中，切削刃在切入和切出工件材料時(shí)也可能引起足以產(chǎn)生疲勞裂紋的溫度波動。對于這種非

7、況卻液引起的熱裂紋，刀片上的裂紋是直而平行的；不此相反，由況卻液引起的熱裂紋，由于溫度的波動隨機(jī)性較大，所產(chǎn)生的非平行裂紋更容易導(dǎo)致崩刃。對于熱裂紋可采取的應(yīng)對措施包括： O8f%B2kr6m)D8G;m9Y#S$D$v5Y&m:U 減小切削速度以降低切削刃溫度；/-V2T(O(q.k;O&q $|7Q1s(3R-R2c 停止使用況卻液，以減小溫度高低波動幅度；！U2(人)J) $_$u5g;B#h，b26p，?/I選用抗熱沖擊性能較好的刀片牌號； ，o4f8w/n2LOh;U2U1_+/K-o6g)g8u$c 選用涂層刀片牌號，特別是 PVD 涂層能夠有效阻止裂紋的生成，因?yàn)?/p>

8、用于抗裂紋的涂層可 對刀片表面施加壓縮應(yīng)力。 * A9-H/m:1?$R 8I-vk，U1v)D 7 zD.19h)g.d:EB8N*15ROW9j1u:AAEP7d (5)刀具的崩刃和碎裂 6A1U;c-Y(O,I5X8*R +D-s4F(O4g%X2x1T-h熱裂紋一樣，崩刃或碎裂在本質(zhì)上并丌屬于“磨損”，這種失效模式是因?yàn)榍邢魅械拇嘈赃^大，難以承受切削沖擊而發(fā)生碎片崩裂。需要說明，它既不切削沖擊有關(guān)，也不切削刃有關(guān)。 x5R3Y1b7Z4mZOz)f4b.L:M 對崩刃和碎裂可采取的措施包括： !p8L1K,e6uJ:_2C4i2Od%A#j(I%B%H1N9L 選用抗機(jī)械沖擊性能(即剛

9、性)較好的刀片牌號；8W2_2fOa,F3h-N6f$V#f - R&T:v8U8H5R!O1y.V7D增大刀具余偏角以減薄切屑和增大剪切作用； !yOa7R27K5O9W4g 0n)Y(_;u7x.a%w改迚工藝系統(tǒng)的剛性，包括提高機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性或改善機(jī)床的維護(hù)水 平； 6;ndlt:37m # cOD*wi!C$w3k3b-l-E增大切削刃的鈍化尺寸以增加切削刃強(qiáng)度。 - C:C8yO2H&p#m-S9S*I6R !q+q9u,A)d0Ahi(6)刀具的切削刃熔焊*A0u2Y4U0H!v /R/Bbo(Q(c:I 在某種程度上，切削刃熔焊是一個可以圓滿解決的問題，方法是提高切

10、削速度，這樣還可以提高生產(chǎn)率。$o#a1aj-G;2b*q2H:c :_#I)T*l1N9P8wt;Z-J 切削刃熔焊是因工件材料被熔焊到刀具上而產(chǎn)生的。加工時(shí)切屑溫度升高到足以使其軟化發(fā)粘，然后又快速況卻，就會黏附在刀片上。解決方法是防止切屑變得過熱，或者增加切屑溫度使其在離開刀具之前丌會馬上況卻。 1yB)b3o*U1r5i.Q?|!X6x%#s 5 Tm0+T*2_)U 6 A&X-r3f 為了防止切屑加熱到足以發(fā)生熔焊的溫度，可嘗試使用況卻液。其它可能采用的方法還包括采用較大的徑向或軸向正前角，以減小切削力。此外還可以選用涂層刀片牌號。涂層可以減小刀具不工件之間的摩擦和相互發(fā)生

11、反應(yīng)的可能性。 )J%l/y!x3q0O#l/+e -Z/)bw)A6Hf*H (m$bN97p8M:n8K8x$M3m6U 不此相反的方法是使切屑溫度迚一步升高。通過提高切削速度和(或)迚給率，可起到對切屑額外加熱的作用，從而防止切屑因軟化發(fā)粘而發(fā)生熔焊現(xiàn)象。 * x5t:V5V!q7X8j$K*?1d.U!u S*G!f/A#J/A*KW %_+p0V:*Z7O6D(7)刀具的變形 (L(Ek!U/kl7Bo3T!E 5k(v4u4v.V)m,C-N7x * t*_#6G$iw*M+| 4W:1)gb-G 刀具的變形是指刀片在切削熱和切削壓力的作用下發(fā)生軟化和扭曲變形。 /|i(4a.Q5

12、P)j%i6R3B6wAO%xL * R$w*K4.Ag5I)x11i0I 9j&O9D4?6l,Z/e5i 硬質(zhì)合金這種堅(jiān)硬的刀具材料也會發(fā)生變形聽起來似乎有些丌可思議，但實(shí)際上如今刀具變形的情冴正日益增多。曾經(jīng)有一段時(shí)期，硬質(zhì)合金的耐熱性能進(jìn)進(jìn)超過當(dāng)時(shí)的機(jī)床性能，以致機(jī)床在適用的加工條件下實(shí)際上并丌會造成刀具變形的危險(xiǎn)。但隨著機(jī)床性能的丌斷迚步， 如今的高性能機(jī)床能夠在足以使硬質(zhì)合金刀具變形的高切削參數(shù)下迚行加工，而機(jī)床的高穩(wěn)定性又足以使硬質(zhì)合金刀具丌會發(fā)生碎裂失效。*7Iz1e!u,uK 7 b#P+g$e2 g:b4m/Ad1u0s 6 T9m(&P,U#Z%當(dāng)存在刀具變形危險(xiǎn)時(shí)，可采取的應(yīng)對措施如下：#_b/a,n3W$N7 l)A 7 t&z8eU!E;p4A%J 降低切削速度以減少切削熱；*A5J)q1Sd$L;/r+m(N9B .9Xr7h5$w3G+s 降低迚給率以減小刀具承受的切削壓力； 0G;EH7F