一、刀具破損1. 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，或進(jìn)行斷續(xù)切削，刃磨質(zhì)量欠佳時，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） 切削刃或刀尖崩碎這種破損方式常在比造成切削刃微崩更為惡劣的切削條件下產(chǎn)生，或者是微崩的進(jìn)一步的發(fā)展。崩碎的尺寸和范圍都比微崩大，使刀具完全喪失切削能力，而不得不終止工作。刀尖崩碎的情況常稱為掉尖。3） 刀片或刀具折斷當(dāng)切削條件極為惡劣，切削用量過大，有沖擊載荷，刀片或刀具材料中有微裂，由于焊接、刃磨在刀片中存在殘余應(yīng)力時，加上操作不慎等因素，可能造成刀片或刀具產(chǎn)生折斷。發(fā)生這種破損形式后，刀具不能繼續(xù)使用，以致報廢。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(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，也會產(chǎn)生表層塑性流動，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，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，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還能繼續(xù)工作一段時間，有時裂紋迅速擴(kuò)展導(dǎo)致刀片折斷或刀面嚴(yán)重剝落。二、刀具磨損1. 按磨損原因可分為：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(fā)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(chǎn)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(yán)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(qiáng)烈的摩擦，因而會發(fā)生冷焊。由于摩擦副之間有相對運(yùn)動，冷焊將產(chǎn)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(yán)重。根據(jù)實(shí)驗表明，脆性金屬比塑性金屬的抗冷焊能力強(qiáng)；多相金屬比單向金屬??；金屬化合物比單質(zhì)冷焊傾向?。换瘜W(xué)元素周期表中B族元素與鐵的冷焊傾向小。高速鋼與硬質(zhì)合金低速切削時冷焊比較嚴(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℃時其中的鈷便迅速地擴(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、鐵材料時當(dāng)切削溫度高于800℃時，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，當(dāng)溫度高達(dá)1000℃-1300℃時，擴(kuò)散磨損尚不顯著。工件、切屑與刀具由于材料的同，切削時在接觸區(qū)將產(chǎn)生熱電勢，這種熱電勢有促進(jìn)擴(kuò)散的作用而加速刀具的磨損。這種在熱電勢的作用下的擴(kuò)散磨損，稱為“熱電磨損”。4）氧化磨損當(dāng)溫度升高時刀具表面氧化產(chǎn)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(zhì)合金中的鈷及碳化物、碳化鈦等發(fā)生氧化反應(yīng)，形成較軟的氧化物;在1000℃時PCBN與水蒸氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。2. 按磨損形式可分為：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(dāng)月牙洼進(jìn)一步加大時，切削刃強(qiáng)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(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，有時在副后刀面上還會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，＊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(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。由于各種類型的刀具在不同的切削情況下幾乎都會了發(fā)生后刀面磨損，特別是切削脆性材料或以較小的切削厚度切削塑性材料時刀具的磨損主要是后刀面磨損，而且磨損帶的寬度VB的測量比較簡便，因此通常都用VB來表示刀具的磨損程度。VB愈大，不但會使切削力增大，引起切削振動，而且會影響刀尖圓弧處的磨損，從而影響加工精度及加工表面質(zhì)量。2. 刀具防止破損的方法1）針對被加工材料和零件的特點(diǎn)，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(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）合理選擇切削用量，避免過大的切削力和過高的切削溫度，以防止刀具破損；5）盡可能保證工藝系統(tǒng)具有較好的剛性，減小振動；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(fù)荷。

一、概述  隨著時代的發(fā)展，科技的進(jìn)步，企業(yè)對生產(chǎn)的優(yōu)化，自動加工設(shè)備的廣泛運(yùn)用使得自動批量加工模式越來越普及。但在切削加工過程中由于刀具磨損狀態(tài)的不可控性，便容易引起不良或是批量廢品的異常現(xiàn)象。因此客戶往往采用固定加工次數(shù)換刀來避免此類狀況，卻任需在加工過程中定時多次檢查刀具狀態(tài)以及工件各尺寸的要求。刀具磨損監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r記錄刀具或者砂輪加工過程中的信號變化，據(jù)此確定＊優(yōu)化的換刀時間，提醒操作人員進(jìn)行換刀，同時也可用于評價刀具性能。二，工作原理通過加工過程中的功率，振動和聲音三種模式來進(jìn)行實(shí)時檢測磨損情況：1，功率：通過安裝功率傳感器在加工過程中實(shí)時測量功率信號，利用功率信號處理算法對功率進(jìn)行分析和識別，判斷刀具磨損情況。2，振動：通過安裝震動傳感器在加工過程中實(shí)時檢測振動信號，利用振動信號處理算法對振動進(jìn)行分析和識別，判斷刀具磨損情況。3，聲音：利用高靈敏度聲學(xué)傳感器實(shí)時檢測刀具磨損時產(chǎn)生的聲音信號，刀具監(jiān)控利用聲學(xué)信號處理算法對聲學(xué)進(jìn)行分析和識別，判斷刀具磨損情況。特點(diǎn)：1，提供三種特征進(jìn)行刀具磨損監(jiān)控。2，學(xué)習(xí)一把新刀和磨損刀具的功率曲線，即可生成監(jiān)控邊界。3，可長期記錄刀具磨損的特征曲線，可用于刀具性能的評估，為客戶提供成本決策。 三，產(chǎn)品效果和價值1，生產(chǎn)過程中為保證加工工件質(zhì)量，通常選擇保守使用刀具，無法＊大化的利用刀具。刀具磨損監(jiān)控系統(tǒng)通過刀具加工工件所產(chǎn)生的信號變化，來判斷當(dāng)前刀具狀態(tài)，提高刀具壽命、節(jié)省成本。2，通過設(shè)置刀具的磨損極限，實(shí)時監(jiān)測刀具的磨損狀態(tài)，當(dāng)?shù)毒叩哪p到達(dá)極限時，及時給出換刀信號，避免因為刀具提前失效而導(dǎo)致的零件批量性缺陷。3，通過刀具磨損監(jiān)控系統(tǒng)采集到的實(shí)時加工數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，可以評價刀具的性能。通過實(shí)時檢測判斷刀具磨損的情況，及時更換磨損的刀具，避免加工材料的損耗，時間的流失以及設(shè)備的損壞等，因刀具磨損產(chǎn)生的加工質(zhì)量下降的問題。

刀具破損切削刃微崩當(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，或進(jìn)行斷續(xù)切削，刃磨質(zhì)量欠佳時，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。切削刃或刀尖崩碎這種破損方式常在比造成切削刃微崩更為惡劣的切削條件下產(chǎn)生，或者是微崩的進(jìn)一步的發(fā)展。崩碎的尺寸和范圍都比微崩大，使刀具完全喪失切削能力，而不得不終止工作。刀尖崩碎的情況常稱為掉尖。刀片或刀具折斷當(dāng)切削條件極為惡劣，切削用量過大，有沖擊載荷，刀片或刀具材料中有微裂，由于焊接、刃磨在刀片中存在殘余應(yīng)力時，加上操作不慎等因素，可能造成刀片或刀具產(chǎn)生折斷。發(fā)生這種破損形式后，刀具不能繼續(xù)使用，以致報廢。刀片表層剝落對于脆性很大的材料，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。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，也會產(chǎn)生表層塑性流動，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基本不會發(fā)生塑性變形現(xiàn)象。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，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，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還能繼續(xù)工作一段時間，有時裂紋迅速擴(kuò)展導(dǎo)致刀片折斷或刀面嚴(yán)重剝落。刀具磨損按磨損原因可分為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(fā)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(chǎn)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(yán)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(qiáng)烈的摩擦，因而會發(fā)生冷焊。由于摩擦副之間有相對運(yùn)動，冷焊將產(chǎn)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(yán)重。根據(jù)實(shí)驗表明，脆性金屬比塑性金屬的抗冷焊能力強(qiáng)；多相金屬比單向金屬?。唤饘倩衔锉葐钨|(zhì)冷焊傾向?。换瘜W(xué)元素周期表中B族元素與鐵的冷焊傾向小。高速鋼與硬質(zhì)合金低速切削時冷焊比較嚴(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℃時其中的鈷便迅速地擴(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、鐵材料時當(dāng)切削溫度高于800℃時，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，當(dāng)溫度高達(dá)1000℃-1300℃時，擴(kuò)散磨損尚不顯著。 工件、切屑與刀具由于材料的同，切削時在接觸區(qū)將產(chǎn)生熱電勢，這種熱電勢有促進(jìn)擴(kuò)散的作用而加速刀具的磨損。這種在熱電勢的作用下的擴(kuò)散磨損，稱為“熱電磨損”。4）氧化磨損當(dāng)溫度升高時刀具表面氧化產(chǎn)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(zhì)合金中的鈷及碳化物、碳化鈦等發(fā)生氧化反應(yīng)，形成較軟的氧化物;在1000℃時PCBN與水蒸氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

1、后刀面磨損產(chǎn)生原因：＊常見的磨損形式，是刀具與工件材料中的硬粒子摩擦形成的。失效分析：① 刀具材質(zhì)耐磨性不足；② 切削速度高/進(jìn)給量低。加工影響：已加工面的表面粗糙度和尺寸精度變差。改善方法：① 選擇硬度高，更耐磨性的材質(zhì)；② 降低切削速度/增加進(jìn)給量。2、月牙洼磨損產(chǎn)生原因：發(fā)生在刀片的前刀面，是由工件材料和切削刀具之間的化學(xué)反應(yīng)造成的。失效分析：① 刀具材質(zhì)耐月牙洼磨損性不足；② 切削速度過高/進(jìn)給量和切深過大。加工影響：切屑處理惡化，已加工表面質(zhì)量惡化 (起毛刺) ；過大的月牙洼磨損會削弱切削刃并可能導(dǎo)致斷裂改善方法：① 采用耐磨性封號的材質(zhì)；② 降低切削速度/減小進(jìn)給量和切深3、積屑瘤產(chǎn)生原因：切屑冷焊到刀片上引起的。在加工粘性材料如低碳鋼、不銹鋼和鋁時，經(jīng)常發(fā)生這種磨損。刀具破損失效分析：①刀具材質(zhì)不合適，被加工材料易與刀具材料發(fā)生反應(yīng)；②切削刃鋒利性不足；③ 切削速度/進(jìn)給量過低加工影響：已加工表面質(zhì)量惡化；切削阻力增大改善方法：①選擇韌性更好，與被加工材料親和性低的材質(zhì)；② 提高刀尖鋒利度（增大前角，減小倒圓）；③ 提高切削速度/進(jìn)給量4、溝槽磨損產(chǎn)生原因;在刀片前刀面和后刀面的切削深度處有大量局部損壞。這種磨損由粘結(jié)磨損（切屑冷焊）和硬化表面引起。經(jīng)常出現(xiàn)在不銹鋼和耐熱優(yōu)質(zhì)合金的加工中。失效分析:①刀具材質(zhì)耐磨性不足；②切削刃強(qiáng)度不足，前角過??；③切削速度高；④被加工工件表面硬化加工影響：已加工表面粗糙度惡化；切削阻力增大改善方法：①變更為耐磨性更好的材質(zhì)；②增大切削前角；③降低切削速度5、塑性變形產(chǎn)生原因：切削加工過程中，如果切削溫度太高，在刀具材料軟化時會發(fā)生塑性變形。失效分析：①刀具材料的耐熱性不足，材質(zhì)匹配錯誤；②切削溫度過高；③切削速度過高/切深進(jìn)給過大；④切削液供給不足加工影響：加工精度降低，工件尺寸變化；前端崩刀改善方法：①采用耐熱性和強(qiáng)度硬度更高的材質(zhì)；②降低切削速度/進(jìn)給量；③充分供給切削液6、熱裂產(chǎn)生原因：切削刃上的溫度從熱到冷快速變化時，可能會出現(xiàn)垂直于切削刃的多重裂紋。熱裂與間斷切削有關(guān)，在銑削工序中經(jīng)常出現(xiàn)，而且使用冷卻液不當(dāng)會加重這種情況。失效分析：①切削溫度引起的熱脹冷縮；②刀片材質(zhì)不合適；③切削速度和進(jìn)給量過高加工影響：熱循環(huán)易引起崩刀改善方法：①采用干式切削或充分使用冷卻液；②選擇韌性更好的材質(zhì)；③降低進(jìn)給量和切削速度7、切削刃崩刃/破損產(chǎn)生原因：崩刃是機(jī)械應(yīng)力過大所導(dǎo)致的。失效分析① 材質(zhì)韌性不足② 切屑黏附或沖擊導(dǎo)致切削刃脫落③ 切削刃強(qiáng)度不足④ 進(jìn)給過高⑤ 刀桿強(qiáng)度不足，振動加工影響：突發(fā)性崩刀；切削阻力增大；已加工表面粗糙度惡化改善方法：①采用韌性更高的材質(zhì)；②減小進(jìn)給量；③減小前角，增大切削刃的倒圓量；④選擇刀柄尺寸大的刀桿

一、刀具磨損1. 按磨損原因可分為：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，刀具破損前刀面＊明顯。而且各種切削速度下都能發(fā)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(chǎn)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(yán)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(qiáng)烈的摩擦，因而會發(fā)生冷焊。由于摩擦副之間有相對運(yùn)動，冷焊將產(chǎn)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(yán)重。根據(jù)實(shí)驗表明，脆性金屬比塑性金屬的抗冷焊能力強(qiáng)；多相金屬比單向金屬小；金屬化合物比單質(zhì)冷焊傾向??；化學(xué)元素周期表中B族元素與鐵的冷焊傾向小。高速鋼與硬質(zhì)合金低速切削時冷焊比較嚴(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℃時其中的鈷便迅速地擴(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、鐵材料時當(dāng)切削溫度高于800℃時，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，當(dāng)溫度高達(dá)1000℃-1300℃時，擴(kuò)散磨損尚不顯著。工件、切屑與刀具由于材料的同，切削時在接觸區(qū)將產(chǎn)生熱電勢，這種熱電勢有促進(jìn)擴(kuò)散的作用而加速刀具的磨損。這種在熱電勢的作用下的擴(kuò)散磨損，稱為“熱電磨損”。4）氧化磨損當(dāng)溫度升高時刀具表面氧化產(chǎn)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(zhì)合金中的鈷及碳化物、碳化鈦等發(fā)生氧化反應(yīng)，形成較軟的氧化物;在1000℃時PCBN與水蒸氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。2. 按磨損形式可分為：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(dāng)月牙洼進(jìn)一步加大時，切削刃強(qiáng)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(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，有時在副后刀面上還會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，＊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(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。由于各種類型的刀具在不同的切削情況下幾乎都會了發(fā)生后刀面磨損，特別是切削脆性材料或以較小的切削厚度切削塑性材料時刀具的磨損主要是后刀面磨損，而且磨損帶的寬度VB的測量比較簡便，因此通常都用VB來表示刀具的磨損程度。VB愈大，不但會使切削力增大，引起切削振動，而且會影響刀尖圓弧處的磨損，從而影響加工精度及加工表面質(zhì)量。2. 刀具防止破損的方法1）針對被加工材料和零件的特點(diǎn)，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(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）合理選擇切削用量，避免過大的切削力和過高的切削溫度，以防止刀具破損；5）盡可能保證工藝系統(tǒng)具有較好的剛性，減小振動；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(fù)荷。