2.6刀具磨损与刀具寿命
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§2.6 刀具磨损与刀具寿命
切削时间
刀具磨损过程
● 急剧磨损阶段 磨损带增加到一定宽度后，切削力和切削温度急剧增高，刀具磨损速度增加很快 ，刀具迅速损坏甚至丧失切削能力。
机械工程学院
机械制造技术——第二章 金属切削原理与刀具 §2.6 刀具磨损与刀具寿命
■ 刀具磨损的机理 （原因） 切削过程中的刀具磨损具有下列特点： (1)刀具与切屑、工件间的接触表面经常是新鲜表面。 (2)接触压力非常大，有时超过被切削材料的屈服强度。 (3)接触表面的温度很高，对于硬质合金刀具可达800～1000℃，对于高速钢刀 具可达800～600℃。 ● 磨粒磨损（硬质点划痕） —— 各种切速下均存在； —— 低速情况下刀具磨损的主要原因。 ● 粘结磨损（冷焊黏结） —— 刀具材料与工件材料亲和力大； —— 刀具材料与工件材料硬度比小；
低速切削时，Байду номын сангаас料磨损是刀具磨损的主要原因
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机械制造技术——第二章 金属切削原理与刀具 §2.6 刀具磨损与刀具寿命
2．相变磨损 刀具在较高速度切削时，由于切 削温度升高，使刀具材料产生相 变，硬度降低，若继续切削，会 引起前面塌陷和切削刃卷曲的 “塑性变形”
3．粘结磨损 刀具与切屑、工件间存在高温高压和强烈摩擦，达到原子间结合而产生粘结现 象，又称为冷焊。相对运动使粘接点破裂而被工件材料带走，造成粘结磨损。 在高速钢刀具的正常工作速度和硬质合金刀具偏低的工作速度下比较严重
况。
切削刃剥落 常发生在硬度高、脆性大的 陶瓷刀具上。并在压力和摩 擦力较大情况下易产生。
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机械制造技术——第二章 金属切削原理与刀具 §2.6 刀具磨损与刀具寿命
热裂 由热循环使材料疲劳，或因间断 切削和切削液浇注不均匀使切削 温度骤变，易引起前、后刀面上 出现细微裂纹。
2.6刀具磨损与刀具寿命
2.6
刀具磨损及使用寿命
破损 （突发的破坏，随机的）
刀具失效形式：磨损 （正常工作时逐渐产生的损耗）
一、刀具的磨损形式 （一）前刀面磨损
切塑性材料，v 和ac较大时，
在前刀面上形成月牙洼磨损， 以最大深度KT 表示
（二）后刀面磨损
切铸铁或v 和ac较小切塑性
材料时，主要发生这种磨损。
后刀面磨损带不均匀，刀尖部分磨损严重，最大值为VC；
粗车碳素钢0.6～0.8 粗车合金钢0.4～0.5 粗车铸铁0.8～1.2 精车碳钢0.1～0.3
系统刚性大、HSS ， VB值较大； 系统刚性小、Y合金，VB值较小
பைடு நூலகம்
3. 自动化精加工刀具，以径向磨损量NB作为磨钝标准
四、刀具使用寿命及其与切削用量的关系 （一）刀具使用寿命T
刀具刃磨后开始切削到磨损量达到磨钝标准为止的切削时间。
刀具总使用寿命：刀具从开始使用到报废为止的总切削时间。
刀具总使用寿命＝刀具使用寿命×刃磨次数
（二）刀具使用寿命与切削速度的关系
工件、刀具材料和刀具几何形状确定后，v 对T 影响最大。
通过实验得经验公式：
v T m =C0
指数m 表示v 对 T 的影响程度，Y合金 , m =0.2~0.4 ; HSS , m = 0.1~0.125。m 越小，则v 对 T 的影响越大。 系数C0 ，与刀具、工件材料和切削条件有关。
v f
由上式看出，切削用量↑， T ↓，其中速度v 对T 影响最大， 进给量f 次之，背吃刀量ap影响最小，与对温度θ影响一致。
3. 急剧磨损阶段
切削力、温度急升，刀 具磨损加剧，之前换刀
（二）刀具磨损标准
刀具磨损到一定限度后就不能继续使用，这个磨损限度 称为磨钝标准。 1. 小厂、有经验工人根据一些现象来判断刀具是否磨钝； 2. ISO标准规定以1/2 ap处的VB值作为刀具的磨钝标准；
刀具磨损及使用寿命
破损 （突发的破坏，随机的）
刀具失效形式：磨损 （正常工作时逐渐产生的损耗）
一、刀具的磨损形式 （一）前刀面磨损
切塑性材料，v 和ac较大时，
在前刀面上形成月牙洼磨损， 以最大深度KT 表示
（二）后刀面磨损
切铸铁或v 和ac较小切塑性
材料时，主要发生这种磨损。
后刀面磨损带不均匀，刀尖部分磨损严重，最大值为VC；
粗车碳素钢0.6～0.8 粗车合金钢0.4～0.5 粗车铸铁0.8～1.2 精车碳钢0.1～0.3
系统刚性大、HSS ， VB值较大； 系统刚性小、Y合金，VB值较小
பைடு நூலகம்
3. 自动化精加工刀具，以径向磨损量NB作为磨钝标准
四、刀具使用寿命及其与切削用量的关系 （一）刀具使用寿命T
刀具刃磨后开始切削到磨损量达到磨钝标准为止的切削时间。
刀具总使用寿命：刀具从开始使用到报废为止的总切削时间。
刀具总使用寿命＝刀具使用寿命×刃磨次数
（二）刀具使用寿命与切削速度的关系
工件、刀具材料和刀具几何形状确定后，v 对T 影响最大。
通过实验得经验公式：
v T m =C0
指数m 表示v 对 T 的影响程度，Y合金 , m =0.2~0.4 ; HSS , m = 0.1~0.125。m 越小，则v 对 T 的影响越大。 系数C0 ，与刀具、工件材料和切削条件有关。
v f
由上式看出，切削用量↑， T ↓，其中速度v 对T 影响最大， 进给量f 次之，背吃刀量ap影响最小，与对温度θ影响一致。
3. 急剧磨损阶段
切削力、温度急升，刀 具磨损加剧，之前换刀
（二）刀具磨损标准
刀具磨损到一定限度后就不能继续使用，这个磨损限度 称为磨钝标准。 1. 小厂、有经验工人根据一些现象来判断刀具是否磨钝； 2. ISO标准规定以1/2 ap处的VB值作为刀具的磨钝标准；
六章刀具磨损和刀具使用寿命
• 这种磨损存在于任何切削速度的切削加工中。但对于低速切削的刀 具（如：拉刀、板牙等）而言，磨料磨损是磨损的主要因素。这种 磨损不但发生在前刀面上，后刀面上也会发生。一般是软刀具材料 （高速钢、YG类高Co刀具）的主要磨损形式。
• 6.2.2粘结磨损
• 粘结是冷焊和熔焊的总称。在摩擦副的实际接触面上，在 极大的法向压力下产生塑性变形而发生粘附—冷焊；在切 削高温区，材料软化而处于易变形状态，由于原子的热运 动作用，原子克服它们之间的位能壁垒，使两种金属互融 的可能性增大，这样发生的粘附—熔焊。在切削过程中， 两摩擦面由于有相对运动，粘结点将产生撕裂，被对方带 走，即造成粘结磨损。
6.2刀具的磨损原因
刀具的磨损过程和机理非常复杂，有机械负荷和硬质点 造成的机械磨损；切屑粘附造成的粘附磨损；周期性交变 载荷造成的疲劳磨损；化学效应造成的氧化和扩散磨损及 刀尖区高温塑性变形、热应力造成的磨损等。其特点可归 纳为： ⑴摩擦接触表面是活性很高的新鲜表面； ⑵摩擦接触的温度很高，可达800oC～1000oC； ⑶摩擦接触面之间的接触压应力很大，可达2GPa以上； ⑷磨损速度很快。刀具的磨损通常是机械、化学和热效应 综合作用的结果。
削速度称为最大生产率的切削速度(Vcp)和经济的切 削速度(Vcc)。一般情况下，应采用经济使用寿命。
• 1.刀具最大生产率使用寿命 • 完成一个工序所需要的工时tw，则：
•
tw
tmtct
tm T
to
t
• tm：工序的切削时间（机动时间） • tct：刀具磨钝后，换一次刀所消耗的时间（包括卸刀、装刀、对
• 国际标准ISO推荐硬质合金外圆车刀的磨钝标准，可以是 以下任何一种：
• （1） VB=0.3mm；
• 6.2.2粘结磨损
• 粘结是冷焊和熔焊的总称。在摩擦副的实际接触面上，在 极大的法向压力下产生塑性变形而发生粘附—冷焊；在切 削高温区，材料软化而处于易变形状态，由于原子的热运 动作用，原子克服它们之间的位能壁垒，使两种金属互融 的可能性增大，这样发生的粘附—熔焊。在切削过程中， 两摩擦面由于有相对运动，粘结点将产生撕裂，被对方带 走，即造成粘结磨损。
6.2刀具的磨损原因
刀具的磨损过程和机理非常复杂，有机械负荷和硬质点 造成的机械磨损；切屑粘附造成的粘附磨损；周期性交变 载荷造成的疲劳磨损；化学效应造成的氧化和扩散磨损及 刀尖区高温塑性变形、热应力造成的磨损等。其特点可归 纳为： ⑴摩擦接触表面是活性很高的新鲜表面； ⑵摩擦接触的温度很高，可达800oC～1000oC； ⑶摩擦接触面之间的接触压应力很大，可达2GPa以上； ⑷磨损速度很快。刀具的磨损通常是机械、化学和热效应 综合作用的结果。
削速度称为最大生产率的切削速度(Vcp)和经济的切 削速度(Vcc)。一般情况下，应采用经济使用寿命。
• 1.刀具最大生产率使用寿命 • 完成一个工序所需要的工时tw，则：
•
tw
tmtct
tm T
to
t
• tm：工序的切削时间（机动时间） • tct：刀具磨钝后，换一次刀所消耗的时间（包括卸刀、装刀、对
• 国际标准ISO推荐硬质合金外圆车刀的磨钝标准，可以是 以下任何一种：
• （1） VB=0.3mm；
刀具磨损与刀 具寿命
故生产中常采用最低生产成本寿命，只有当生产紧急 需要时才采用最高生产率寿命。
各种刀具的寿命值参考下列原则来制订，例如： 1）简单刀具的制造成本低，故它的寿命较复杂刀具
的寿命可规定低些； 2）可转位刀具的切削刃转位迅速、更换刀片简便、
故刀具寿命可规定低些； 3）精加工刀具的寿命应制订得较高些； 4）自动线刀具、数控刀具应制订较高刀具寿命。
在生产中是根据切削条件和技术要求首先确定一个 合理的刀具寿命T值，然后以它为依据选择切削速度， 并计算切削效率和核算生产成本。
通常选择刀具合理寿命有两种方法：最高生产率寿命 和最低生产成本寿命。
（1）最高生产率寿命 （2）最低生产成本寿命
它是根据切削一个零件所花 费的时间最少或在单位时间内加 工出的零件最多而定的刀具寿命。
1）磨料磨损（又称机械磨损）——在工件材料中含有氧化物、碳 化物和氮化物等硬质点，在铸、锻工件表面上存在着硬夹杂物和在切屑、 加工表面上粘附着硬的积屑瘤残片，这些硬质点在切削时似同“磨粒” 对刀具表面产生摩擦和刻划作用致使刀面磨损。低速切削时是最主要的 磨损原因。
2）粘结磨损（亦称冷焊磨损）——切削区存在着很大的压力和强 烈的摩擦，切削温度也较高，在切屑、工件与刀具前、后面之间的吸附 膜被挤破，形成新的表面紧密接触，因而发生粘结（冷焊）现象。使刀 具表面局部强度较低的微粒材料被切屑带走或使得切削刃和前面产生小 块剥落。它是一种物理—化学性质的磨损。
（1）刀具磨损的原因（续）
3）扩散磨损——是由于在高温作用下，使工件与刀具材料中 合金元素相互扩散置换造成的。其结果是改变了原来刀具材料中 的化学成分的比值，降低了刀具的切削性能，加快了刀具的磨损， 因而降低了刀具的粘结强度和耐磨性。扩散磨损是一种化学性质 的磨损。
各种刀具的寿命值参考下列原则来制订，例如： 1）简单刀具的制造成本低，故它的寿命较复杂刀具
的寿命可规定低些； 2）可转位刀具的切削刃转位迅速、更换刀片简便、
故刀具寿命可规定低些； 3）精加工刀具的寿命应制订得较高些； 4）自动线刀具、数控刀具应制订较高刀具寿命。
在生产中是根据切削条件和技术要求首先确定一个 合理的刀具寿命T值，然后以它为依据选择切削速度， 并计算切削效率和核算生产成本。
通常选择刀具合理寿命有两种方法：最高生产率寿命 和最低生产成本寿命。
（1）最高生产率寿命 （2）最低生产成本寿命
它是根据切削一个零件所花 费的时间最少或在单位时间内加 工出的零件最多而定的刀具寿命。
1）磨料磨损（又称机械磨损）——在工件材料中含有氧化物、碳 化物和氮化物等硬质点，在铸、锻工件表面上存在着硬夹杂物和在切屑、 加工表面上粘附着硬的积屑瘤残片，这些硬质点在切削时似同“磨粒” 对刀具表面产生摩擦和刻划作用致使刀面磨损。低速切削时是最主要的 磨损原因。
2）粘结磨损（亦称冷焊磨损）——切削区存在着很大的压力和强 烈的摩擦，切削温度也较高，在切屑、工件与刀具前、后面之间的吸附 膜被挤破，形成新的表面紧密接触，因而发生粘结（冷焊）现象。使刀 具表面局部强度较低的微粒材料被切屑带走或使得切削刃和前面产生小 块剥落。它是一种物理—化学性质的磨损。
（1）刀具磨损的原因（续）
3）扩散磨损——是由于在高温作用下，使工件与刀具材料中 合金元素相互扩散置换造成的。其结果是改变了原来刀具材料中 的化学成分的比值，降低了刀具的切削性能，加快了刀具的磨损， 因而降低了刀具的粘结强度和耐磨性。扩散磨损是一种化学性质 的磨损。
刀具磨损与刀具耐用度
机械磨损在各种切削速度下都存在，低速切削 时，机械磨损是刀具磨损的主要原因。
（2）粘结磨损
粘结又称为冷焊，是指刀具与工件或切屑接触 到原子间距离时产生结合的现象。粘结磨损是指工 件或切屑的表面与刀具表面之间的粘结点因相对运 动，刀具一方的微粒被对方带走而造成的磨损。
各种刀具材料都会发生粘结磨损。在中、 高速切削下，当形成不稳定积屑瘤时，粘结磨损 最为严重；当刀具和工件材料的硬度比较小时， 由于相互间的亲和力较大，粘结磨损也较为严重； 当刀具表面的刃磨质量较差时，也会加剧粘结磨 损。
3．刀具磨损过程
如右图所示，刀 具的磨损过程可以分 为初期磨损阶段、正 常磨损阶段和急剧磨 损阶段。
（1）初期磨损阶段
初期磨损阶段的磨损特点是：在开始磨损的 极短时间内，后刀面磨损量VB上升很快。初期磨 损阶段的后刀面磨损量VB一般为0.05～0.1mm， 其大小与刀具刃磨质量有关。
Hale Waihona Puke （2）正常磨损阶段（3）扩散磨损
扩散磨损是指由于在高温作用下，刀具与工件 接触面间分子活性较大，造成合金元素相互扩散置换， 使刀具材料的机械性能降低，再经摩擦作用而造成的 磨损。扩散磨损是一种化学性质的磨损。
扩散磨损的速度主要取决于切削速度和切削温 度。切削速度和切削温度愈高，扩散磨损速度愈快。
（4）氧化磨损
氧化磨损是指在高温下，刀具表面发生氧 化反应生成一层脆性氧化物，该氧化物被工件和 切屑带走而造成的磨损。氧化磨损也是一种化学 性质的磨损。在主、副切削刃工作的边界处与空 气接触，最容易发生氧化磨损。
正常磨损阶段的磨损特点是：磨损缓慢、均匀， 后刀面磨损量VB随切削时间延长近似成比例增加。
正常磨损阶段是刀具工作的有效阶段。曲线的 斜率代表了刀具正常工作时的磨损强度。磨损强度 是衡量刀具切削性能的重要指标之一。
（2）粘结磨损
粘结又称为冷焊，是指刀具与工件或切屑接触 到原子间距离时产生结合的现象。粘结磨损是指工 件或切屑的表面与刀具表面之间的粘结点因相对运 动，刀具一方的微粒被对方带走而造成的磨损。
各种刀具材料都会发生粘结磨损。在中、 高速切削下，当形成不稳定积屑瘤时，粘结磨损 最为严重；当刀具和工件材料的硬度比较小时， 由于相互间的亲和力较大，粘结磨损也较为严重； 当刀具表面的刃磨质量较差时，也会加剧粘结磨 损。
3．刀具磨损过程
如右图所示，刀 具的磨损过程可以分 为初期磨损阶段、正 常磨损阶段和急剧磨 损阶段。
（1）初期磨损阶段
初期磨损阶段的磨损特点是：在开始磨损的 极短时间内，后刀面磨损量VB上升很快。初期磨 损阶段的后刀面磨损量VB一般为0.05～0.1mm， 其大小与刀具刃磨质量有关。
Hale Waihona Puke （2）正常磨损阶段（3）扩散磨损
扩散磨损是指由于在高温作用下，刀具与工件 接触面间分子活性较大，造成合金元素相互扩散置换， 使刀具材料的机械性能降低，再经摩擦作用而造成的 磨损。扩散磨损是一种化学性质的磨损。
扩散磨损的速度主要取决于切削速度和切削温 度。切削速度和切削温度愈高，扩散磨损速度愈快。
（4）氧化磨损
氧化磨损是指在高温下，刀具表面发生氧 化反应生成一层脆性氧化物，该氧化物被工件和 切屑带走而造成的磨损。氧化磨损也是一种化学 性质的磨损。在主、副切削刃工作的边界处与空 气接触，最容易发生氧化磨损。
正常磨损阶段的磨损特点是：磨损缓慢、均匀， 后刀面磨损量VB随切削时间延长近似成比例增加。
正常磨损阶段是刀具工作的有效阶段。曲线的 斜率代表了刀具正常工作时的磨损强度。磨损强度 是衡量刀具切削性能的重要指标之一。
第六章刀具磨损和刀具使用寿命
• 6.3.2刀具磨钝标准 刀具磨钝达一定限度就不能继续作用，而应进行重磨，这
个磨损限度成为刀具的磨钝标准。一般以后刀面磨损值 VB达到一定数值作为磨钝标准。磨钝标准的具体数值可 从切削用量手册中查得。 • 规定磨钝标准的两点标准： • ①一般将粗加工的磨钝标准定在正常磨损阶段的后期 临近剧烈磨损阶段以前。随着后刀面磨损值的加大，切 削力将增大，尤以Fx与Fy增大得更为显著，所以当机床、 刀具、工件系统刚度差时，刀具磨钝标准应适当减小。
6.4刀具使用寿命与切削用量的关系
• 6.4.1刀具使用寿命 • 1.刀具的使用寿命：刀具刃磨后，从开始投入切削至达到 磨钝标准的净切削时间称为刀具使用寿命，记为 T。
• 2.刀具总寿命:新刀从开始切削至报废的总切削时间，包括 多次重磨。等于刀具使用寿命与刃磨次数的乘积。
• 刀具寿命可以作为衡量材料的可加工性的标准；衡量刀具 材料切削性能的标准；衡量刀具几何参数合理性的标准。
6.2刀具的磨损原因
刀具的磨损过程和机理非常复杂，有机械负荷和硬质点 造成的机械磨损；切屑粘附造成的粘附磨损；周期性交变 载荷造成的疲劳磨损；化学效应造成的氧化和扩散磨损及 刀尖区高温塑性变形、热应力造成的磨损等。其特点可归 纳为： ⑴摩擦接触表面是活性很高的新鲜表面； ⑵摩擦接触的温度很高，可达800oC～1000oC； ⑶摩擦接触面之间的接触压应力很大，可达2GPa以上； ⑷磨损速度很快。刀具的磨损通常是机械、化学和热效应 综合作用的结果。
• 2.后刀面磨损 • 切削过程中，刀具后刀面与已加工表面之间存在着强烈的摩擦， 在后刀面上毗邻切削刃的地方磨出了沟痕，这种磨损形式称之为 后刀面磨损。 • 在切削脆性及以较低速度及较小进给量切削塑性材料时，均会发 生后刀面磨损。一般以后刀面的磨损量作为衡量刀具磨损的主要 参数。 • 后刀面磨损分为三个区，由刀尖向刀身方向分别为C、B、N，相 应的磨损量为VC、VB、VN。 • VC：磨损较大，因为刀尖强度差，散热条件差；VB：磨损均匀， 与刀尖相比，强度、散热相对较好。VN：磨损大，因其靠近前 一道工序加工后产生的加工硬化层，或毛坯表面的硬层。
刀具磨损与刀具寿命PPT教案学习
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二、刀具的磨损原因
造成刀具磨损的原因有很多方面，主 要有下 列几种 ：
1．磨粒磨损 磨粒磨损又称机械擦伤磨损。工件或切屑上
的硬质点（如工件材料中的金属碳化物、积屑瘤碎片及
由刀具上摩擦下来的微粒等）在刀具表面上摩擦刻划，由
于这种机械作用，逐渐擦掉刀具表面材料，造成磨粒磨损。磨粒
磨损在各种切削速度下都存在。但在低速切削时，这是 刀具磨损的主要原因。工件中的硬质点较多，工件材料
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切削用量
切削用量中切削速度对刀具寿命影响 最大，其次是进给量，最后是背吃刀 量
用YT5硬质合金车削=0.637GP的碳钢时，通 过实验的方法得出刀具寿命的公式为
T
5 c
f
CT a 2.25 0.75
p
第16页/共18页
总结
理解金属切削过程的实质 掌握切屑的种类和积屑瘤
掌握影响变形、切削力、切削温 度、刀具寿命的因素
第11页/共18页
3、切削过程中的异常现象
在生产实践中，工人师傅常常根据车刀在切削过程中所产生的 异常现象来判断车刀的重磨情况，以确定车刀是否应该重磨。这 种方式只不过要取决于师傅经验的丰富程度。为了帮助在现场能 掌握好车刀的及时重磨工作，介绍一些有效经验，供大家参考。
（1）观察切屑颜色。在切削过程中，当切出的
刀具磨损与刀具寿命
会计学
1
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（2）后面磨损
后刀面磨损的部位主要发生在后刀面上，它是由于刀刃 的刃口圆弧部位与加工表面的摩擦，而在刀刃的下方磨出 后角为零的小棱面所造成的。在何条件下产生后面磨损？
可将其划分为三个区域：
刀尖部分C区——由于强度较低，散热条件较差
二、刀具的磨损原因
造成刀具磨损的原因有很多方面，主 要有下 列几种 ：
1．磨粒磨损 磨粒磨损又称机械擦伤磨损。工件或切屑上
的硬质点（如工件材料中的金属碳化物、积屑瘤碎片及
由刀具上摩擦下来的微粒等）在刀具表面上摩擦刻划，由
于这种机械作用，逐渐擦掉刀具表面材料，造成磨粒磨损。磨粒
磨损在各种切削速度下都存在。但在低速切削时，这是 刀具磨损的主要原因。工件中的硬质点较多，工件材料
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切削用量
切削用量中切削速度对刀具寿命影响 最大，其次是进给量，最后是背吃刀 量
用YT5硬质合金车削=0.637GP的碳钢时，通 过实验的方法得出刀具寿命的公式为
T
5 c
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CT a 2.25 0.75
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总结
理解金属切削过程的实质 掌握切屑的种类和积屑瘤
掌握影响变形、切削力、切削温 度、刀具寿命的因素
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3、切削过程中的异常现象
在生产实践中，工人师傅常常根据车刀在切削过程中所产生的 异常现象来判断车刀的重磨情况，以确定车刀是否应该重磨。这 种方式只不过要取决于师傅经验的丰富程度。为了帮助在现场能 掌握好车刀的及时重磨工作，介绍一些有效经验，供大家参考。
（1）观察切屑颜色。在切削过程中，当切出的
刀具磨损与刀具寿命
会计学
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（2）后面磨损
后刀面磨损的部位主要发生在后刀面上，它是由于刀刃 的刃口圆弧部位与加工表面的摩擦，而在刀刃的下方磨出 后角为零的小棱面所造成的。在何条件下产生后面磨损？
可将其划分为三个区域：
刀尖部分C区——由于强度较低，散热条件较差
刀具磨损和使用寿命
刀具磨损和使用寿命Q:什么是刀具磨损？A:切削加工时，刀具一方面切下切屑，另一方面本身也要发生损坏。
刀具损坏到一定程度，就要换刀（或换新切削刃〉，否则无法进行正常切削，刀具损坏的形式有磨损和破损两类。
刀具磨损后，可明显地发现切削力增大，切削温度上升，切屑颜色改变，工艺系统产生振动，加工表面粗糙度增大，加工精度降低，因此，刀具磨损和耐用度直接关系到切削加工的效率、质量和成本。
当使用一把新磨好的刀具进行切削时，随着切削的持续进行，刀具便逐渐磨损，经过一段时间，由于磨损加剧，切削能力显著降低，以致不再符合切削要求，这一现象称为刀具钝化，除磨损外，刀具钝化的方式还有卷刃和在不正常情况下发生的崩刀.钝化的刀具不宜继续使用，需要及时刃磨.在正常切削时，刀具钝化的主要原因是磨损。
刀具磨损决定于刀具材料、工件材料的物理力学性能和切削条件.不同刀具材料的磨损和破损有不同的特点.掌握刀具磨损和破损的特点及其产生的原因和规律，可以正确选择刀具材料和切削条件，保证加工质量并提高生产效率。
Q:刀具磨损的原因？A:切削过程中刀具磨损与一般机械零件的磨损有显著的不同，它表现在以下几个方面。
①刀具与切屑、刀具与工件接触面经常是活性很高的新鲜表面，不存在氧化膜等的污染。
②刀具的前面和后面与工件表面的接触压力非常大，有时甚至超过被切材料的屈服强度。
③刀具与切屑、刀具与工件接触面的温度很高。
硬质合金刀具加工钢料时其接触面的温度可达800〜100CTC;高速钢刀具加工钢料时其接触面的温度可达300〜600eC。
在上述特殊条件下，刀具正常磨损的原因主要是由机械、热和化学三种作用的综合结果，即由工件材料中硬质点的刻划作用产生的硬质点磨损、由压力和强烈摩擦产生的黏结磨损、由高温下产生的扩散磨损、由氧化作用等产生的化学磨损等几方面的综合作用。
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第二章 切削 过程及其控制
2.6 刀具磨损和刀具寿命
1、刀具的磨损形态
（一）前刀面磨损
切塑性材料，v 和ac较大时， 在前刀面上形成月牙洼磨损， 以最大深度KT 表示
（二）后刀面磨损
切铸铁或v 和ac较小切塑性 材料时，主要发生这种磨损。
第二章 切削 过程及其控制
2.6 刀具磨损和刀具寿命
后刀面磨损带不均匀，刀尖部分磨损严重，最大值为VC； 中间部位磨损较均匀，平均磨损宽度以VB表示；边界处 磨损严重，以VN表示。
第六节 刀具磨损和刀具寿命
切削金属时，刀具一方面切下切屑，另一方面刀具本 身也要发生损坏。刀具损坏到一定程度，就要换刀或更换 新的刀刃，才能进行正常切削。刀具损坏的形式主要有磨 损和破损两类。前者是连续的逐渐磨损；后者包括脆性破 损（如崩刃、碎断、剥落、裂纹破损等）和塑性破损两种。 刀具磨损后，使工件加工精度降低，表面粗糙度增大，并 导致切削力加大、切削温度升高，甚至产生振动，不能继 续正常切削。因此，刀具磨损直接影响加工效率、质量和 成本。
条件下。
第二章 切削 过程及其控制
2.6 刀具磨损和刀具寿命
3、刀具磨损过程
1. 初期磨损阶段 与刀具刃磨质量有关 2. 正常磨损阶段 VB与切削时间近似正比 斜率表示磨损强度
3. 急剧磨损阶段
切削力、温度急升，刀 具磨损加剧，之前换刀
第二章 切削 过程及其控制
2.6 刀具磨损和刀具寿命
第二章 切削 过程及其控制
（三）边界磨损
切钢料时，主刃、副刃与工件待加工表面或已加工表面接 触处磨出沟纹，称为边界磨损。边界处的加工硬化层、硬 质点、较大的应力梯度和温度梯度所造成。
第二章 切削 过程及其控制
2.6 刀具磨损和刀具寿命
2、刀具磨损机制 （一）硬质点划痕
切屑或工件表面上的硬质点（碳化物、氧化物等）对
刀具表面刻划作用造成的机械磨损。 低速切削时，磨料磨损是刀具磨损的主要原因(HSS刀)。
（二冷焊粘结
刀具与切屑、工件间存在高温高压和强烈摩擦，达到原 子间结合而产生粘结现象，又称为冷焊。相对运动使粘 接点破裂而被工件材料带走，造成粘结磨损。 中速切削形成不稳定积屑瘤时，磨损严重；刀工材料硬 度比小亲合力大时磨损严重；刀具刃磨质量差磨损严重。
第二章 切削 过程及其控制
2.6 刀具磨损和刀具寿命
（三）扩散磨损
刀具与切屑、工件接触处由于高温作用，双方化学元素
在固态下互相扩散，使刀材成分、结构改变造成磨损。 切削温度越高扩散越快；刀工材料亲合力越大扩散越快； 高速切削时扩散磨损是刀具磨损的主要原因。
（四）化学磨损
一定温度下，刀材与空气中的氧、切削液中的硫、氯起
化学作用，生成较软的化合物，造成刀具磨损。 化学磨损是边界磨损原因之一；主要发生在较高速切削
2.6 刀具磨损和刀具寿命
刀具寿命T的选择
第二章 切削 过程及其控制
2.6 刀具磨损和刀具寿命
小结
• 1.了解： 刀具状态监控的意义和方法 • 2.理解： 刀具磨损等物理现象及其内在联系 • 3.掌握： 刀具磨损的形态和磨损过程； ★ 刀具寿命的影响因素和影响规律； 磨钝标准和刀具寿命的概念 • 4. 难点： 刀具寿命的经验公式的理解