（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(qiáng)烈的摩擦，因此會(huì)發(fā)生冷焊。由于摩擦副之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，冷焊會(huì)發(fā)生一側(cè)斷裂，導(dǎo)致冷焊磨損。在中等切削速度下，冷焊磨損普遍嚴(yán)重。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在元素周期表中，脆性金屬的冷焊能力強(qiáng)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(zhì)，B組元素和鐵的冷焊傾向較小。高速鋼和硬質(zhì)合金的冷焊在低速切削時(shí)更為嚴(yán)重。

（3）擴(kuò)散磨損

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

工件、切屑與刀具由于材料的同，切削時(shí)在接觸區(qū)將產(chǎn)生熱電勢(shì)，這種熱電勢(shì)有促進(jìn)擴(kuò)散的作用而加速刀具的磨損。這種在熱電勢(shì)的作用下的擴(kuò)散磨損，稱為“熱電磨損”。

（4）氧化磨損

當(dāng)溫度升高時(shí)，刀具表面氧化產(chǎn)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(nèi)，空氣中的氧與硬質(zhì)合金中的鈷、碳化物和碳化鈦反應(yīng)生成軟氧化物，在1000℃時(shí)與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)。

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(shí)，前刀面上靠近切削力的部位，在切屑的作用下，會(huì)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(dāng)月牙洼進(jìn)一步加大時(shí)，切削刃強(qiáng)度大大削弱，*終可能會(huì)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(shí)，一般不會(huì)產(chǎn)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(xù)。由于此處的散熱條件差，應(yīng)力集中，故磨損速度要比后刀面快，有時(shí)在副后刀面上還會(huì)形成一系列間距等于進(jìn)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(shí)，*易引起溝紋磨損。刀尖磨損對(duì)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(shí)，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(huì)與工件發(fā)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(zhǎng)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(huì)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(shí)，刀具磨損以后刀面磨損為主，磨損帶寬度的測(cè)量相對(duì)簡(jiǎn)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(dòng)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(zhì)量。

二、遼寧干式石墨機(jī)刀具破損

刀具破損的表現(xiàn)

（1） 切削刃微崩。

當(dāng)工件材料組織、硬度、余量不均勻，前角偏大導(dǎo)致切削刃強(qiáng)度偏低，工藝系統(tǒng)剛性不足產(chǎn)生振動(dòng)，或進(jìn)行斷續(xù)切削，刃磨質(zhì)量欠佳時(shí)，切削刃容易發(fā)生微崩，即刃區(qū)出現(xiàn)微小的崩落、缺口或剝落。出現(xiàn)這種情況后，刀具將失去一部分切削能力，但還能繼續(xù)工作。繼續(xù)切削中，刃區(qū)損壞部分可能迅速擴(kuò)大，導(dǎo)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(chǎn)生的，或者是在進(jìn)一步發(fā)展的過程中產(chǎn)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(dāng)切削條件非常惡劣時(shí)，切削參數(shù)過大，存在沖擊載荷，葉片或刀具材料出現(xiàn)裂紋，由于葉片的焊接和磨削，葉片中存在殘余應(yīng)力，再加上操作不小心等因素，葉片或刀具可能會(huì)發(fā)生斷裂。這種形式的破損后，工具不能繼續(xù)使用，以致于被報(bào)廢。

（4） 刀片表層剝落。

對(duì)于脆性很大的材料，如TiC含量很高的硬質(zhì)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(yīng)力，在切削過程中不夠穩(wěn)定或刀具表面承受交變接觸應(yīng)力時(shí)極易產(chǎn)生表層剝落。剝落可能發(fā)生在前刀面，刀可能發(fā)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(xù)工作，嚴(yán)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(qiáng)度小硬度低，在其切削部位可能發(fā)生塑性變型。硬質(zhì)合金在高溫和三向壓應(yīng)力狀態(tài)直工作時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生表層塑性流動(dòng)，甚至使切削刃或刀尖發(fā)生塑性變形面造成塌陷。塌陷一般發(fā)生在切削用量較大和加工硬材料的情況下。TiC基硬質(zhì)合金的彈性模量小于WC基硬質(zhì)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(huì)發(fā)生塑性變形現(xiàn)象。

（6） 刀片的熱裂。

當(dāng)?shù)毒叱惺芙蛔兊臋C(jī)械載荷和熱負(fù)荷時(shí)，切削部分表面因反復(fù)熱脹冷縮，不可避免的產(chǎn)生交變的熱應(yīng)力，從而使刀片發(fā)生疲勞而開裂。例如，硬質(zhì)合金銑刀進(jìn)行高速銑削時(shí)，刀齒不斷受到周期性地沖擊和交變熱應(yīng)力，而在前刀面產(chǎn)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(yīng)力，但因表層、里層溫度不一致，也將產(chǎn)生熱應(yīng)力，加上刀具材料內(nèi)部不可避免地存在缺陷，，故刀片也可能產(chǎn)生裂紋。裂紋形成后刀具有時(shí)還能繼續(xù)工作一段時(shí)間，有時(shí)裂紋迅速擴(kuò)展導(dǎo)致刀片折斷或刀面嚴(yán)重剝落。

刀具防止破損的方法

（1）上善精機(jī)數(shù)控技術(shù)團(tuán)隊(duì)針對(duì)被加工材料和零件的特點(diǎn)給出的建議是，合理選擇刀具材料的各類和牌號(hào)。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(shù)。通過調(diào)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(qiáng)度。在切削刃上磨出負(fù)倒棱，是防止崩刀的有效措施。

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

(4)合理選擇切削參數(shù)，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(tǒng)具有良好的剛度，盡可能減少振動(dòng)。

（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(fù)荷。

三、遼寧干式石墨機(jī)刀具崩刃

刀具崩刃的原因及對(duì)策

(1)葉片等級(jí)、規(guī)格選擇不當(dāng)，如葉片厚度過薄或粗糙時(shí)選擇太硬、太脆的品牌。

對(duì)策：增大刀片厚度或?qū)⒌镀⒀b，選用抗彎強(qiáng)度及韌性較高的牌號(hào)。

（2） 刀具幾何參數(shù)選擇不當(dāng)（如前后角過大等）。

對(duì)策：工具可以從以下幾個(gè)方面重新設(shè)計(jì)。適當(dāng)減少前后角。2采用大的負(fù)邊傾角。3減小主撓度角。4采用大的負(fù)倒角或邊弧。5.研磨過渡刃，強(qiáng)化刀尖。

（3）葉片焊接工藝不正確，造成焊接應(yīng)力過大或焊接裂紋。

對(duì)策：①避免采用三面封閉的刀片槽結(jié)構(gòu)。②正確選用焊料，不得不提上善精機(jī)數(shù)控的焊接技術(shù)過硬。③避免采用氧炔焰加熱焊接，并且在焊接后應(yīng)保溫，以消除內(nèi)應(yīng)力。④盡可能改用機(jī)械夾固的結(jié)構(gòu)

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

對(duì)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(jīng)常修剪以保持砂輪鋒利。 3注意刃磨的質(zhì)量，嚴(yán)格控制銑刀齒的數(shù)量。

（5）切削參數(shù)的選擇不合理，如切削用量過大，機(jī)床磨損不嚴(yán)；斷續(xù)切削時(shí)，切削速度過高，進(jìn)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(duì)策：重新選擇切削用量。

（6）刀具槽底面不平或伸出刀片過長(zhǎng)等結(jié)構(gòu)原因。

對(duì)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(zhì)合金刀片。

（7） 刀具磨損過度。

對(duì)策：及時(shí)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(fā)熱和裂紋。

對(duì)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(duì)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(duì)稱順銑等。

對(duì)策：重新安裝刀具。

(10)加工系統(tǒng)剛度過低，造成切削振動(dòng)過大。

對(duì)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(zhǎng)度。3適當(dāng)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(shí)，動(dòng)作過猛；尚未退刀，即行停車。

對(duì)策：注意操作方法。

四、遼寧干式石墨機(jī)積屑瘤

（1） 形成原因

在靠近切削刃的一部分，刀-屑接觸區(qū)內(nèi)，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(nèi)，形成無間隙的真正的金屬間接觸而產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象，這部分刀-屑接觸區(qū)被稱為粘結(jié)區(qū)。在粘結(jié)區(qū)內(nèi)，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(jīng)過了劇烈的變形，在適當(dāng)?shù)那邢鳒囟认掳l(fā)生強(qiáng)化。隨著切屑的連續(xù)流出，在后繼切削的流動(dòng)所作推擠下，這層滯積材料便與切屑上層發(fā)生相對(duì)滑移而離開來，成為積屑瘤的基礎(chǔ)。隨后，在它的上面又會(huì)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(duì)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(jìn)行切削，保護(hù)刀刃，減少前刀面的磨損，但切屑堆積瘤脫落時(shí)，流經(jīng)刀具-工件接觸區(qū)的磨粒會(huì)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(duì)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(shí)際切削深度增大，影響了工件的尺寸精度。

(4)芯片累積瘤會(huì)導(dǎo)致工件表面“犁”現(xiàn)象，影響工件表面粗糙度。5芯片腫瘤的碎片會(huì)結(jié)合或嵌入工件表面，形成硬點(diǎn)，影響工件加工表面的質(zhì)量。

由上述分析可知，積屑瘤對(duì)切削加工，特別對(duì)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(fā)生粘結(jié)或變形強(qiáng)化，即可避免積屑瘤的產(chǎn)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(dāng)?shù)臒崽幚恚岣吡斯ぜ牧系挠捕龋档土瞬牧系乃苄浴?/p>

6使用抗粘結(jié)性能好的切削液(如含硫和氯的極壓切削液)。

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