機床切削刀具磨損的原因有哪些?

由于數控機床的主軸、進給系統等功能部件設計制造技術的突破，數控機床的主軸轉速和進給速度均大幅度提高，高速切削加工對刀具提出了一系列新的要求。研究表明，高速切削時，造成刀具損壞的主要原因是在切削力和切削溫度作用下因機械摩擦、粘結、化學磨損、崩刃、破碎以及塑性變形等的引起的磨損和破損。下面億達渤潤石化簡單介紹下切削刀具磨損的原因有哪些：

一、高速切削刀具的磨損形態
高速切削時刀具的主要磨損形態為后刀面磨損、微崩刃、邊界磨損、片狀剝落、前刀面月牙洼磨損、塑性變形等。
（1）后刀面磨損是高速切削刀具最經常發生的磨損形式，可看作是刀具的正常磨損。
（2）微崩刃是在刀具切削刃上產生的微小缺口，通過選用韌性好的刀具材料、減小進給量、改變刀具主偏角以增加穩定性等措施，均可減小微崩刃的發生概率。
（3）邊界磨損發生在刀具后刀面的刀工接觸邊緣處，形狀通常為狹長溝槽，因此也稱為溝槽磨損。
（4）片狀剝落多發生在刀具的前、后刀面上，其原因是刀—屑或刀—工接觸區的接觸疲勞或熱應力疲勞所致。
（5）前刀面月牙洼磨損最常出現在塑性金屬的高速切削加工中。塑性變形多發生在切削溫度較高而刀具紅硬性較差的切削條件下，超硬刀具材料在切削速度很高時也可能發生塑性變形現象。

二、切削刀具的磨損機理
前刀面與切屑間的摩擦副和后刀面與已加工表面間的摩擦副，其中前者影響刀具前刀面的磨損，后者影響刀具后刀面的磨損，前、后刀面的磨損均影響刀具壽命。
（1）陶瓷刀具
陶瓷刀具具有硬度高、耐磨性能及高溫力學性能優良、化學穩定性好、不易與金屬發生粘結等特點。陶瓷刀具的磨損是機械磨損與化學磨損綜合作用的結果，其磨損機制主要包括磨料磨損、粘結磨損、化學反應、擴散磨損、氧化磨損等。
（2）立方氮化硼刀具
立方氮化硼是氮化硼的致密相，具有一致的耐磨性和抗沖擊性，并有很高的硬度和耐熱性、優良的化學穩定性和導熱性以及低摩擦系數。但由于切削過程中的高溫、高壓、切屑與前刀面間的摩擦以及工件材料中有關化學元素與之發生粘結、親和發生化學磨損，導致前刀面出現月牙洼磨損。
（3）金剛石刀具
金剛石材料可分為天然金剛石和人造金剛石，天然金剛石具有自然界物質中最高的硬度和導熱系數。近年來開發的多種采用化學機理研磨金剛石刀具的方法和保護氣氛釬焊金剛石技術使天然金剛石刀具的制造變得相對容易，從而使天然金剛石刀具在超精密鏡面切削領域得到廣泛應用。
（4）金屬陶瓷刀具
金屬陶瓷的硬度、強度、韌性、抗塑性變形和抗崩刃性能等均有顯著改善，尤其是高溫強度、高溫硬度、導熱性、抗氧化性和抗熱震性能得到提高，與鋼的親和力小，摩擦系數小，抗月牙洼磨損和抗粘結能力強，但抗塑性變形能力較差，在對高硬材料進行高速切削時常因刀刃的塑性變形而導致刀刃損壞。
（5）涂層刀具
涂層刀具具有很強的抗氧化性能和抗粘結性能，因而具有良好的耐磨性和抗月牙洼磨損能力。涂層的摩擦系數較低，能有效降低切削時的切削力及切削溫度，因而可大大提高刀具耐用度。涂層刀具用于高速切削時，由于切削溫度較高，可使涂層與基體的結合強度削弱，容易產生剝落、崩碎等損傷。

三、根據工件材質選用刀具
影響切削刀具磨損壽命的因素較多，如工件材料與刀具材料的匹配、切削方式、刀具幾何形狀、切削用量、切削油、振動等對刀具磨損壽命都有顯著影響。

（1）鑄鐵的高速切削

鑄鐵的高速切削加工在鑄鐵的高速切削加工中，正確選擇刀具材料是提高加工效率的關鍵。適用于高速切削鑄鐵零件的刀具材料主要有超細晶粒硬質合金、金屬陶瓷、陶瓷、立方氮化硼和涂層刀具等。
（2）淬硬鋼的高速切削
硬質合金刀具的工作壽命最低，這是由于工件材料硬度很高，導致加工時的切削力和切削溫度較高，造成硬質合金刀具迅速磨損、剝離乃至斷裂破損。陶瓷刀具和立方氮化硼刀具的工作壽命隨著切削速度的提高而增加，當達到最大臨界值后則開始降低。

四、選用切削油減少刀具磨損
（1）硅鋼是比較容易切削的材料，一般為了工件成品的易清洗性，在防止毛刺產生的前提下會選用低粘度的切削油。
（2）碳鋼在選用切削油時應根據加工的難易及脫脂條件來決定較佳粘度。
（3）鍍鋅鋼因為和氯系添加劑會發生化學反應，所以在選用切削油時應注意可能發生白銹的問題，而使用億達渤潤硫型專用切削油可以避免生銹問題，但加工后應盡早脫脂。
（4）不銹鋼一般使用含有硫氯復合型添加劑的切削油，在保證極壓加工性能的同時，避免工件出現毛刺、破裂等問題。

以上就是機床刀具磨損的常見原因，通過對工件原料、設備工藝、切削參數等全面分析選用合適的刀具可以有效延長刀具的使用壽命，提高生產效率。億達渤潤石化是高端金工助劑基地，自主研發的切削油具有優異的極壓抗磨性能，可以有效的提高工件的精度和效率，并且對人體、工件、設備、環境沒有危害，是國內眾多金屬加工企業的指定合作伙伴，在實際應用中得到國內外客戶的一致好評。

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