立铣刀 刀具是机械加工必不可少的工具。在加工过程中，刀具可能会出现破损、磨损、崩刃等现象。该如何解决这些问题呢？
立铣刀刀具损坏的特点
立铣刀刃的微小崩刃
当工件材料组织、硬度及加工余量不均匀，前角过大，导致刀具切削刃强度低、工艺系统刚性不足、产生振动。或者在断续切削、铣刀刃磨质量差的情况下，切削刃容易发生微崩刃。即在切削刃区域出现细小的崩刃、缺口或剥落。发生这种情况后，刀具会失去部分切削能力，但可以继续工作。在继续切削过程中，切削刃区域的损坏部分可能会迅速扩展，造成更大的损坏。
铣刀切削刃或刀尖崩刃
这种类型的损坏通常发生在比切削刃微崩刃更为恶劣的切削条件下，或者是微崩刃的进一步发展。崩刃的尺寸和范围比微崩刃更大，导致铣刀完全丧失切削能力，不得不停止工作。刀尖崩刃通常被称为刀尖掉落。
硬质合金刀片或刀具破损
当切削条件极其恶劣、切削量过大、存在冲击载荷、刀片或刀具材料存在微裂纹、焊接、磨削等因素造成刀片内部产生残余应力时，再加上操作不当等因素，都可能导致刀片或刀具断裂。发生这种损伤后， 铣刀 无法再使用并被废弃。
刀片表面剥落
对于脆性材料，如TiC含量较高的硬质合金、陶瓷、PCBN等，由于表面结构存在缺陷或潜在裂纹，或焊接、磨削等加工工艺导致表面存在残余应力，在切削过程不够稳定或刀具表面受到交变接触应力作用时，极易产生表面剥落。剥落可能发生在刀刃前表面，也可能发生在刀刃后表面，剥落材料呈片状，剥落面积较大。涂层刀具更容易发生表面剥落，轻微剥落后刀片还能继续工作，严重剥落后将失去切削能力。
刀具切削零件的塑性变形
由于钢和高速钢刀具的强度和硬度较低，其切削部位可能会发生塑性变形。硬质合金刀具在高温和三轴压应力作用下直接工作时，也会引起表面塑性流动，甚至切削刃或刀尖也会产生塑性变形而导致崩刃。崩刃一般发生在切削用量较大、加工硬质材料时。TiC基硬质合金的弹性模量比WC基硬质合金小，因此TiC基硬质合金抵抗塑性变形的能力加快，或者说失效较快。PCD、PCBNqiex基本上不发生塑性变形。
硬质合金刀片的热裂纹
当刀具承受交变的机械载荷和热载荷时，切削部分表面由于冷热反复膨胀和收缩，不可避免地会产生交变热应力，导致刀片疲劳和开裂。例如，硬质合金铣刀在高速铣削时，刀齿不断受到周期性的冲击和交变热应力，在前切削刃上产生梳状裂纹。
有些刀具虽然没有明显的交变载荷和交变应力，但由于刀具表层与内层温度不一致，也会产生热应力。此外，刀具材料内部不可避免地存在缺陷，因此刀片也可能发生裂纹。裂纹形成后，刀具有时还能继续工作一段时间，有时裂纹会迅速扩展，导致刀片断裂或刀片表面严重剥落。
切削刀具磨损
按刀具磨损原因分类
磨料磨损
被加工材料中经常存在一些极硬的微小颗粒，这些颗粒会在刀具表面划出沟槽，这就是磨粒磨损。磨粒磨损存在于所有表面，其中以前切削刃最为明显。麻面磨损在所有切削速度下都可能发生。但对于低速切削，由于切削温度较低，其他原因引起的磨损不明显，因此磨粒磨损是主要原因。此外，刀具硬度越低，磨粒麻面磨损越严重。
冷焊磨损
切削过程中，工件、切削副及前后刀片之间压力大、摩擦力强，会产生冷焊。由于摩擦副间存在相对运动，冷焊会断裂并被一侧带走，从而造成冷焊磨损。冷焊磨损一般在中等切削速度下较为严重。
实验表明，脆性金属的抗冷焊能力比塑性金属强。多相金属的抗冷焊能力比单相金属小。金属化合物的冷焊倾向比单一物质小。元素周期表中B族元素和铁的冷焊倾向较小。高速钢和硬质合金在低速切削时，冷焊较为严重。
扩散磨损
在高温切削过程中，工件与刀具接触时，双方化学元素在固态下相互扩散，改变了刀具的成分结构，刀具表面变得脆弱，加剧了刀具的磨损。扩散现象始终保持着从深度梯度大的物体向深度梯度小的物体不断扩散的规律。
例如，在800℃时，硬质合金中的钴迅速扩散到切屑和工件中，WC分解为钨和碳并扩散到钢中。PCD刀具在切削钢铁材料时，当切削温度高于800℃时，PCD中的碳原子将以较大的扩散强度转移到工件表面，形成新的合金，刀具表面将发生石墨化。
钴、钨扩散较为严重，钛、钽、铌抗扩散能力较强，因此YT硬质合金具有较好的耐磨性。切削陶瓷、PCBN时，当温度高达1000℃~1300℃时，扩散磨损并不显著。由于工件、切屑和刀具同属同一材质，在切削过程中，接触面积会产生热电势，这种热电势具有促进扩散、加速刀具磨损的作用，这种在热电势作用下的扩散磨损称为“热电磨损”。
氧化磨损
当温度升高时，刀具表面氧化生成较软的氧化物，这些氧化物是被切屑摩擦、氧化磨损形成的。例如，在700℃~800℃时，空气中的氧与硬质合金中的钴、碳化物、碳化钛等发生反应，生成较软的氧化物。在1000℃时，PCBN与水蒸气发生化学反应。
按磨损形式区分
前刀面磨损
高速切削塑性材料时，前刀面靠近切削力部分在切屑作用下会磨损成月牙状，故又称月牙磨损。在磨损初期，刀具前角增大，改善了切削条件，也有利于切屑的卷曲和折断。但当月牙进一步增大时，切削刃的强度会大大减弱，最终可能导致切削刃断裂损坏。切削脆性材料，或以较低的切削速度和较薄的切削厚度切削塑性材料时，一般不会产生月牙磨损。
切削刀具刀尖磨损
刀尖磨损是刀尖圆弧后刀面和相邻的二次后刀面的磨损，是后刀面磨损的延续，由于此处散热条件差，应力集中，磨损速度比后刀面快，有时在二次后刀面上会形成一系列间距等于进给量的细小沟槽，称为沟槽磨损，它们主要是由已加工表面的硬化层和切削线引起的，在切削加工淬硬趋势较强的难切削材料时最容易发生沟槽磨损。刀尖磨损对工件的表面粗糙度和加工精度影响最大。
侧面磨损
切削厚度较大的塑性材料时，由于积屑瘤的存在，刀具后刀面可能无法接触工件。此外，后刀面通常与工件接触，在后刀面上形成一个后角为0的磨损区。一般在切削刃工作长度的中部，后刀面的磨损比较均匀。因此，可以通过该截面上切削刃后刀面磨损区的宽度VB来衡量后刀面的磨损程度。
由于各类刀具在不同的切削条件下几乎都会发生后刀面磨损。尤其是在切削脆性材料或切削厚度较小的塑性材料时，刀具的磨损主要以后刀面磨损为主。而磨损区宽度VB的测量相对简单，因此通常用VB来表示刀具的磨损程度。VB越大，切削力越大，切削振动也越大，还会影响刀尖圆弧处的磨损，从而影响加工精度和加工表面质量。
防止工具损坏的方法
- 根据被加工材料和零件的特点，合理选择刀具材料的种类和牌号。在具备一定硬度和耐磨性的前提下，要保证刀具材料具有必要的韧性。
- 合理选择刀具几何参数。通过调整前后角、主偏角、副偏角、刃倾角等角度，确保切削刃和刀尖具有良好的强度。刃口刃磨负倒角是防止崩刃的有效措施。
- 保证焊接、刃磨质量，避免因焊接、刃磨不良而产生的各种缺陷。对关键工序使用的工具应进行刃磨，提高表面质量，并检查有无裂纹。
- 合理选择切削用量，避免切削力过大、切削温度过高，防止刀具破损。
- 保证工艺系统具有良好的刚性，尽可能减少振动。
- 采取正确的操作方法，尽量使工具不承受或少承受突发负荷。
