數控刀具磨損是切削加工的基本問題之一。了解刀具磨損的形式和原因，可以幫助我們延長刀具壽命，避免數控加工中的加工異常。
1) 刀具磨損的不同機制
在金屬切削中，切屑沿著刀具前刀面高速滑動產生的熱量和摩擦使刀具處於充滿挑戰的加工環境中。刀具磨損的機理主要有以下幾種：
1）機械力：刀片切割刃上的機械壓力導致斷裂。
2）熱：在刀片切削刃上，溫度變化會導致裂紋，熱量會導致塑性變形。
3）化學反應：硬質合金與工件材料之間的化學反應引起磨損。
4) 研磨：在鑄鐵中，SiC 夾雜物會磨損刀片切割刃。
5) 附著力：對於黏性材料，堆積/堆積堆積。
2）刀具磨損的九種形式及對策
1) 後刀面磨損
後刀面磨損是發生在刀片（刀具）後刀面的常見磨損類型之一。
原因：切削過程中，與工件材料表面的摩擦導致後刀面刀具材料的損失。磨損通常從邊緣線開始並沿著邊緣線發展。
對策：降低切削速度，同時增加進給量，會延長刀具壽命，但會降低生產率。
2）月牙窪磨損
原因：切屑與刀片（刀具）前刀面接觸導致月牙窪磨損，這是一種化學反應。
對策：降低切削速度並選擇具有正確幾何形狀和塗層的刀片（刀具）將延長刀具壽命。
3）塑性變形
切割刃塌陷
切割刃凹陷
塑性變形是指切割刃形狀不改變，切削刃向內（切削刃凹陷）或向下（切割刃塌陷）變形。
原因：切削刃在高切削力和高溫下受到應力，超過了刀具材料的屈服強度和溫度。
對策：採用熱硬度較高的材料可以解決塑性變形問題。塗層提高了刀片（刀具）的抗塑性變形能力。
4）塗層剝落
塗層剝落通常發生在加工具有黏合性能的材料時。
原因：黏附負荷逐漸增大，切削刃受到拉應力。這會導致塗層脫落，露出下面的層或基材。
對策：提高切削速度並選擇塗層較薄的刀片，可減少刀具塗層剝落。
5) 裂紋
裂縫是狹窄的開口，破裂後形成新的邊界表面。有些裂痕出現在塗層中，有些裂痕向下擴展至基材。梳狀裂紋大致垂直於邊緣線，通常是熱裂紋。
原因：由於溫度波動而形成梳狀裂紋。
對策：為防止這種情況，可採用高韌性刀片材料，並應大量使用或不使用冷卻液。
6) 崩刃
碎裂是指邊緣線的輕微損壞。崩刃和斷裂的差別在於崩刃後刀片仍然可以使用。
原因：多種磨損狀態的組合都可能導致邊緣崩刃。然而，最常見的是熱機械和黏合劑。
對策： 根據導致崩刃發生的磨損狀態，可以採取不同的預防措施來最大限度地減少崩刃。
7) 溝槽磨損
缺口磨損的特徵是在較大切削深度處出現過度局部損壞，但這也可能發生在副切割刃上。
原因：取決於溝槽磨損中化學磨損是否占主導地位，與黏著磨損或熱磨損的不規則增長相比，化學磨損的發展是有規律的，如圖所示。對於黏著磨損或熱磨損情況，加工硬化和毛邊形成是造成缺口磨損的重要因素。
對策：對於加工硬化材料，選擇較小的主偏角並改變切削深度。
8) 休息
斷裂意味著大部分切削刃被折斷，刀片無法再使用。
原因：切削刃承受的負荷超出其承受能力。這可能是由於磨損發展得太快，導致切削力增加。不正確的切削數據或設定穩定性問題也可能導致過早斷裂。
解決方法：識別此類磨損的最初跡象，並透過選擇正確的切削資料和檢查安裝穩定性來防止其進一步發展。
9) 積屑瘤（附著力）
積屑瘤 (BUE) 是指前刀面上堆積的材料。
原因：切屑材料可能會形成在切割刃的頂部，使切割刃與材料分離。這會增加切削力，從而導致整體失效或積屑瘤脫落，這通常會去除塗層甚至部分基材。
對策：提高切削速度可以防止積屑瘤的形成。加工較軟、較黏稠的材料時，最好使用較鋒利的切割邊緣。
發佈時間：2022年6月6日
