对于加工中心， 切割工具 刀具属于易耗品，在加工过程中难免会出现损伤、磨损、崩刃等现象，这些现象在所难免，但也有不科学不规范的操作、保养不当等可控原因，只有找到根源，才能更好地解决问题。
切削刀具破损的症状
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当工件材料组织、硬度、加工余量不均匀时，前角过大，导致切削刃强度低。当工艺系统刚性不够产生振动，或断续切削、刃磨质量差时，切削刃容易产生微崩塌。即在切削区域产生小的崩塌、缺口或剥落。当这种情况发生时，刀具会失去部分切削能力，但仍能继续工作。在继续切削过程中，切削刃受损部位可能迅速扩展，造成更大的损坏。
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这种类型的损坏经常发生在比切削刃微崩裂更恶劣的切削条件下，或者是微崩裂的进一步发展。崩裂的尺寸和范围比微崩裂更大，导致刀具完全失去切削能力而不得不停止工作。刀尖崩裂通常称为刀尖掉落。
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当切削条件极其恶劣、切削量过大、有冲击负荷、刀片或刀具材料有微裂纹、刀片因焊接、磨削而产生残余应力、操作不慎等因素，都可能造成刀片或刀具断裂。 出现这种形式的损坏后，刀具就无法继续使用，只能报废。
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对于非常脆的材料，例如 TiC 含量较高的硬质合金、陶瓷、PCBN 等，表面结构存在缺陷或潜在裂纹，或者由于焊接、磨削等原因，表面存在残余应力。当切削过程不够稳定或刀具表面受到交变接触应力时，很容易引起表面剥落。剥落可能发生在前刀面，也可能发生在后刀面。剥落材料呈片状，剥落面积较大。涂层刀具更容易剥落。轻微剥落后，刀片可以继续工作，但严重剥落后将失去切削能力。
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工具钢和高速钢由于强度和硬度较低，在切削部位可能发生塑性变形。硬质合金在高温和三轴压应力作用下工作时，表面也会出现塑性流动。甚至可能使切削刃或刀尖发生塑性变形而引起崩刃。崩刃一般发生在切削量较大、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，因此前者抵抗塑性变形的能力加快，或者很快失效。PCD和PCBN基本不发生塑性变形。
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当刀具受到交变机械载荷和热载荷的作用时，切削部分表面由于反复的热胀冷缩，必然会产生交变热应力，必然造成刀片疲劳开裂。例如硬质合金铣刀在高速铣削时，刀齿不断受到周期性冲击和交变热应力，前刀面就会产生梳状裂纹。虽然有些刀具没有明显的交变载荷和交变应力，但由于表面和内层温度不一致，也会产生热应力。再加上刀具材料不可避免的存在缺陷，因此刀片也可能开裂。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，造成刀片断裂或刀片表面严重剥落。
刀具磨损的原因
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被加工材料中经常存在一些极硬的微小颗粒，这些颗粒能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，在前切削刃上最明显。而麻磨损在所有切削速度下都可能发生。但对于低速切削，由于切削温度低，其他原因引起的磨损不明显，因此磨粒磨损是主要原因。另外，刀具硬度越低，磨粒麻磨损越严重。
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切削时，工件、切削副及前后切削刃间存在很大的压力和强烈的摩擦，因此会产生冷焊。由于摩擦副间有相对运动，冷焊会断裂并被一侧带走，造成冷焊磨损。冷焊磨损一般在中等切削速度下较严重。据实验，脆性金属比塑性金属抗冷焊能力强。多相金属比单相金属小。金属化合物比单一物质发生冷焊的倾向小。化学周期表中B族元素及铁的冷焊倾向较小。高速钢、硬质合金在低速切削时较严重。
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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，刀具表面变脆，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，硬质合金中的钴很快扩散到切屑和工件中，WC分解成钨和碳并扩散到钢中。PCD刀具在切削钢和铁材料时，当切削温度高于800℃时，PCD中的碳原子将以很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。钴和钨的扩散比较严重，而钛、钽、铌具有较强的抗扩散能力。因此，YT硬质合金具有较好的耐磨性。在切削陶瓷和PCBN时，当温度高达1000℃-1300℃时，扩散磨损并不显著。由于同为材料，工件、切屑和刀具在切削过程中会在接触面积上产生热电势，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”。
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当温度升高时，刀具表面氧化，生成较软的氧化物，这些氧化物被切屑摩擦，因氧化磨损而形成。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。
刀片磨损形式
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在高速切削塑性材料时，前刀面靠近切削力部位。在切屑作用下，会磨损成月牙状，所以又称月牙磨损。在磨损初期，刀具前角增大，改善了切削条件，有利于切屑的卷曲和折断。但当月牙进一步加大时，切削刃的强度就大大减弱，最终可能造成切削刃的折断和损坏。在切削脆性材料，或以较低的切削速度和较薄的切削厚度切削塑性材料时，一般不会发生月牙磨损。
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刀尖磨损是刀尖圆弧后面及相邻二次后面的磨损，是刀具后面磨损的继续。由于此处散热条件差，应力集中，所以磨损速度比后面快。有时在二次后面会形成一系列间距等于进给量的细小沟槽，这种磨损称为沟槽磨损。它们主要是由于加工表面上的硬化层和切削线引起的。在切削具有强烈淬硬倾向的难切削材料时，最容易发生沟槽磨损。刀尖磨损对工件表面粗糙度和加工精度影响最大。
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在切削切削厚度较大的塑性材料时，由于积屑瘤的存在，刀具后刀面可能不接触工件。另外，后刀面通常与工件接触，在后刀面上形成后角为0的磨损带。一般在切削刃工作长度的中部，后刀面的磨损比较均匀，因此可以通过此截面上切削刃后刀面磨损带的宽度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。特别是在切削脆性材料或切削厚度较小的塑性材料时，刀具的磨损主要是后刀面磨损，而磨损带宽度VB的测量比较简单。因此，通常用VB来表示刀具的磨损程度。VB越大，切削力和切削振动越大。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。
如何防止刀具破损
- 根据加工材料和零件的特点，合理选择刀具材料的种类和牌号，刀具材料在具有一定硬度和耐磨性的前提下，必须具备必要的韧性。
- 合理选择刀具几何参数。通过调整前后角、主、副偏角、刃倾角等角度，保证切削刃和刀尖具有良好的强度。在切削刃上磨出负倒角是防止崩刃的有效措施。
- 保证焊接、打磨质量，避免因焊接、打磨不良而产生各种缺陷，关键工序使用的工具应进行修磨，提高表面质量，检查有无裂纹。
- 合理选择切削用量，避免切削力过大和切削温度过高，防止刀具损坏。
- 保证工艺系统具有良好的刚性，尽可能的减少振动。
- 采取正确的操作方法，尽量使工具不承受或少承受突发载荷。
刀具切屑产生的原因及对策
1、原因：刀片品牌、规格选择不当。如粗加工时，刀片厚度太薄或选用太硬、太脆的品牌。
对策：增加刀片厚度或垂直安装刀片，选择弯曲强度和韧性较高的品牌。
2.原因：刀具几何参数选择不当（如前后角太大等）。
- 对策：可以从以下方面对工具进行重新设计。
- 适当减小前后角。
- 使用较大的负刃倾角。
- 减小主偏转角。
- 使用较大的负倒角或边缘圆弧。
- 磨削过渡切削刃以强化刀尖。
3.原因：镶件焊接工艺不正确，造成焊接应力过大或产生焊接裂纹。
对策：
- 避免使用三面封闭的刀槽结构。
- 选择正确的焊料。
- 避免用氧乙炔焰加热焊接，焊后应保温，以消除内应力。
- 尽可能采用机械夹紧结构。
4.原因：刃磨方法不当，造成刃磨应力，产生刃磨裂纹。PCBN铣刀刃磨后刀齿振幅过大，使个别刀齿过载，也会造成刀具折断。
对策：
- 采用断续磨削或金刚石砂轮磨削。
- 选择较软的砂轮并经常修整以保持其锋利。
- 注意刃磨质量，严格控制铣刀刀齿的振动。
5、原因：切削用量选择不合理。如进给量太大，机床会卡死。断续切削时，切削速度太高，进给量太大，毛坯余量不均匀，切削深度太小。切削高锰钢等加工硬化倾向大的材料时，进给量太小等。
对策：重新选择切削参数。
6、机械夹紧刀具的刀槽底面不平整或刀刃伸出量过大等结构原因。
对策：
- 固定工具槽底面。
- 合理安排切削液喷嘴的位置。
- 硬化刀具杆在刀片下方添加了碳化物垫片。
7.原因：刀具磨损过度。
对策：及时换刀或更换刃口。
8.原因：切削液流量不足或填充方法不正确，造成刀片突然升温而破裂。
对策：
- 增加切削液的流量。
- 合理安排切削液喷嘴的位置。
- 采用喷雾冷却等有效的冷却方法，提高冷却效果。
- 采用切割，减少对刀片的冲击。
9.原因：刀具安装不当。例如，切断车刀安装得太高或太低。 立铣刀 采用不对称顺铣等。
对策：重新安装该工具。
10.原因：工艺系统刚性太差，造成切削振动过大。
对策：
- 增加工件的辅助支撑，提高工件装夹的刚性。
- 减少刀具的悬伸长度。
- 适当减小刀具后角。
- 采用其他消振措施。
11.原因：操作不慎。例如，刀具从工件中间切入时，动作太猛烈。退刀前应先停机。
对策：注意操作方法。
积屑瘤的成因、特点及防治措施
原因 F信息
在靠近切削刃的部分，在刀具-切屑接触区，由于受到较大的向下压力，切屑底层的金属嵌入到前切削刃上微观不平整的峰谷中，形成无间隙的真正的金属与金属接触而产生粘结。这部分刀具-切屑接触区称为粘结区。在粘结区，在切屑底层的前切削刃上会堆积一薄层金属材料。这部分切屑的金属材料在适当的切削温度下发生了剧烈的变形和强化。随着切屑的不断流出，在后续切削流的推动下，这层堆积材料会相对于上层切屑滑动而离开，成为积屑瘤的基础。随后，在其上会形成第二层堆积的切削材料，这种不断的堆积就形成了积屑瘤。
特点和 我影响 C乌廷
- 硬度比工件材料高1.5~2.0倍，可代替前刀面进行切削，起到保护切削刃、减少前刀面磨损的作用。但当积屑瘤脱落时，流经刀具-工件接触区的碎屑会造成刀具后刀面的磨损。
- 积屑瘤形成后，刀具工作前角明显增大，对减少切屑变形、减小切削力有积极作用。
- 由于积屑瘤突出于切削刃，导致实际切削深度增大，影响工件的尺寸精度。
- 积屑瘤会在工件表面产生“犁耕”现象，影响工件的表面粗糙度。
- 积屑瘤的碎片会粘附或嵌入工件表面形成硬质点，影响工件加工表面质量。
从以上分析可以看出，积屑瘤不利于切削，特别是不利于精加工。
控制 米措施
可以通过防止切屑底层材料与前切削刃粘合或变形和强化来避免形成阻塞刃。为此可以采取以下措施。
- 降低前切削刃的粗糙度。
- 增大刀具的前角。
- 减小切割厚度。
- 采用低速切削或者高速切削，避免容易形成积屑瘤的切削速度。
- 对工件材料进行适当的热处理，提高其硬度，降低塑性。
- 使用抗粘结性能好的切削液（如含硫、氯的极压切削液）。
