Q:什么是刀具磨損？A:切削加工時，刀具一方面切下切屑，另一方面本身也要發生損壞。刀具損壞到一定程度，就要換刀（或換新切削刃〉，否則無法進行正常切削，刀具損壞的形式有磨損和破損兩類。刀具磨損后，可明顯地發現切削力增大，切削溫度上升，切屑顏色改變，工藝系統產生振動，加工表面粗糙度增大，加工精度降低，因此，刀具磨損和耐用度直接關系到切削加工的效率、質量和成本。當使用一把新磨好的刀具進行切削時，隨著切削的持續進行，刀具便逐漸磨損，經過一段時間，由于磨損加劇，切削能力顯著降低，以致不再符合切削要求，這一現象稱為刀具鈍化，除磨損外，刀具鈍化的方式還有卷刃和在不正常情況下發生的崩刀.鈍化的刀具不宜繼續使用，需要及時刃磨.在正常切削時，刀具鈍化的主要原因是磨損。刀具磨損決定于刀具材料、工件材料的物理力學性能和切削條件.不同刀具材料的磨損和破損有不同的特點.掌握刀具磨損和破損的特點及其產生的原因和規律，可以正確選擇刀具材料和切削條件，保證加工質量并提高生產效率。Q:刀具磨損的原因？A:切削過程中刀具磨損與一般機械零件的磨損有顯著的不同，它表現在以下幾個方面。①刀具與切屑、刀具與工件接觸面經常是活性很高的新鮮表面，不存在氧化膜等的污染。②刀具的前面和后面與工件表面的接觸壓力非常大，有時甚至超過被切材料的屈服強度。③刀具與切屑、刀具與工件接觸面的溫度很高。硬質合金刀具加工鋼料時其接觸面的溫度可達800?100CTC;高速鋼刀具加工鋼料時其接觸面的溫度可達300?600eC。在上述特殊條件下，刀具正常磨損的原因主要是由機械、熱和化學三種作用的綜合結果，即由工件材料中硬質點的刻劃作用產生的硬質點磨損、由壓力和強烈摩擦產生的黏結磨損、由高溫下產生的擴散磨損、由氧化作用等產生的化學磨損等幾方面的綜合作用。

1. 后角的功用  后角的主要功用就是減小后刀面與加工表面間的摩擦，影響已加工表面質量和刀具壽命。（1）增大后角，可減小加工表面的彈性恢復層與后刀面的接觸長度，減小后刀面的摩擦與磨損。（2）增大后角，使楔角減小，刃口鈍圓半徑rn減小，刃口鋒利。（3）后刀面磨鈍標準VB相同時，重磨時，后角大的刀具磨去金屬體積大。2. 選擇原則（1）工件材料塑性與韌性大時，應取較大后角。例如加工鈦合金宜取較大后角。（2）精加工時切削厚度較小，宜選較大后角。（3）對定尺寸刀具（如圓孔拉刀、鉸刀），宜選取較小后角，可延長刀具使用壽命。（4）工藝系統剛度差、易產生振動時，應選取較小后角。（三）主（副）偏角的功用及選擇1. 主偏角的功用（1）影響已加工表面質量。增大主偏角和副偏角，使加工表面粗糙度值增大。（2）影響切削層尺寸和刀尖強度及斷屑效果。（3）影響各切削分力比值。2. 主偏角選擇原則（1）當工藝系統剛度好時，應選用較小主偏角，以提高刀具使用壽命和已加工表面質量。（2）加工很硬的工件材料（如冷硬鑄鐵、淬火鋼）時，宜取較小主偏角，以減輕單位長度切削刃上的負荷，改善刀尖散熱條件，提高刀具使用壽命。（3）還應考慮工件形狀和具體條件。3. 副偏角選擇原則（1）在工藝系統剛度好、不產生振動的條件下，應取較小副偏角，減小已加工表面粗糙度值。（2）精加工時，副偏角比粗加工選得小些。（3）加工強度、硬度大的工件材料或斷續切削時，為提高刀尖強度，宜取較小副偏角值（4°～6°）。（4）切斷（槽）刀、鋸片銑刀、鉆頭、鉸刀等由于受結構強度或加工尺寸精度的限制，只能取很小副偏角（1°～2°）。

涂層也有助于提高刀具的切削性能。目前的涂層技術包括：①氮化鈦（TiN）涂層：這是一種通用型PVD和CVD涂層，可以提高刀具的硬度和氧化溫度。②碳氮化鈦（TiCN）涂層：通過在TiN中添加碳元素，提高了涂層的硬度和表面光潔度。③氮鋁鈦（TiAlN）和氮鈦鋁（AlTiN）涂層：氧化鋁（Al2O3）層與這些涂層的復合應用可以提高高溫切削加工的刀具壽命。氧化鋁涂層尤其適合干式切削和近干切削。AlTiN涂層的鋁含量較高，與鈦含量較高的TiAlN涂層相比，具有更高的表面硬度。AlTiN涂層通常用于高速切削加工。④氮化鉻（CrN）涂層：這種涂層具有較好的抗粘結性能，是對抗積屑瘤的＊＊解決方案。⑤金剛石涂層：金剛石涂層可以顯著提高加工非鐵族材料刀具的切削性能，非常適合加工石墨、金屬基復合材料、高硅鋁合金和其他高磨蝕性材料。但金剛石涂層不適合加工鋼件，因為它與鋼的化學反應會破壞涂層與基體的粘附性能。近年來，PVD涂層刀具的市場份額有所擴大，其價格也與CVD涂層刀具不相上下。CVD涂層的厚度通常為5－15μm，而PVD涂層的厚度約為2－6μm。在涂覆到刀具基體上時，CVD涂層會產生不受歡迎的拉應力；而PVD涂層則有助于對基體形成有益的壓應力。較厚的CVD涂層通常會顯著降低刀具切削刃的強度。因此，CVD涂層不能用于要求切削刃非常鋒利的刀具。

1）磨料磨損被加工材料中常有一些硬度極高的微小顆粒，能在刀具表面劃出溝紋，這就是磨料磨砂損。磨料磨損在各個面都存在，前刀面＊明顯。而且各種切削速度下都能發生麻料磨損，但對于低速切削時，由于切削溫度較低，其它原因產生的磨損都不明顯，因而磨料磨損是其主要原因。另處刀具硬度越低磨料麻損越嚴重。2）冷焊磨損切削時，工件、切削與前后刀面之間，存在很大的壓力和強烈的摩擦，因而會發生冷焊。由于摩擦副之間有相對運動，冷焊將產生破裂被一方帶走，從而造成冷焊磨損。冷焊磨損一般在中等切削速度下比較嚴重。根據實驗表明，脆性金屬比塑性金屬的抗冷焊能力強；多相金屬比單向金屬??；金屬化合物比單質冷焊傾向??；化學元素周期表中B族元素與鐵的冷焊傾向小。高速鋼與硬質合金低速切削時冷焊比較嚴重。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，加劇了刀具破損。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同行群：528550242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較軟的氧化物被切屑摩擦而形成的磨損稱為氧化磨損。如：在700℃~800℃時空氣中的氧與硬質合金中的鈷及碳化物、碳化鈦等發生氧化反應，形成較軟的氧化物;在1000℃時PCBN與水蒸氣發生化學反應。

1）磨料磨損被加工材料中常有一些硬度極高的微小顆粒，能在刀具表面劃出溝紋，這就是磨料磨砂損。磨料磨損在各個面都存在，前刀面＊明顯。而且各種切削速度下都能發生麻料磨損，但對于低速切削時，由于切削溫度較低，其它原因產生的磨損都不明顯，因而磨料磨損是其主要原因。另處刀具硬度越低磨料麻損越嚴重。2）冷焊磨損切削時，工件、切削與前后刀面之間，存在很大的壓力和強烈的摩擦，因而會發生冷焊。由于摩擦副之間有相對運動，冷焊將產生破裂被一方帶走，從而造成冷焊磨損。冷焊磨損一般在中等切削速度下比較嚴重。根據實驗表明，脆性金屬比塑性金屬的抗冷焊能力強；多相金屬比單向金屬??；金屬化合物比單質冷焊傾向??；化學元素周期表中B族元素與鐵的冷焊傾向小。高速鋼與硬質合金低速切削時冷焊比較嚴重。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。4）氧化磨損當溫度升高時刀具表面氧化產生較軟的氧化物被切屑摩擦而形成的磨損稱為氧化磨損。如：在700℃~800℃時空氣中的氧與硬質合金中的鈷及碳化物、碳化鈦等發生氧化反應，形成較軟的氧化物;在1000℃時PCBN與水蒸氣發生化學反應。