任務(wù)二金屬切削常用刀具知識(shí)刀具靜止角度參考系和刀具靜止角度的標(biāo)注

金屬切削刀具的種類雖然很多，但它們切削部分的幾何形狀與參數(shù)卻有著共性的內(nèi)容。不論刀具構(gòu)造如何復(fù)雜，它們的切削部分總是近似地以外圓車刀切削部分為基本形態(tài)。一、傳統(tǒng)刀具與現(xiàn)代刀具硬質(zhì)合金焊接車刀所謂焊接式車刀，就是在碳鋼刀桿上按刀具幾何角度的要求開出刀槽，用焊料將硬質(zhì)合金刀片焊接在刀槽內(nèi)，并按所選擇的幾何參數(shù)刃磨后使用的車刀。

1、傳統(tǒng)刀具2、現(xiàn)代刀具機(jī)夾式刀具

機(jī)夾刀具是采用普通刀片，用機(jī)械夾固的方法將刀片夾持在刀桿上使用的刀具。2、現(xiàn)代刀具可轉(zhuǎn)位車刀

可轉(zhuǎn)位車刀是使用可轉(zhuǎn)位刀片的機(jī)夾車刀。一條切削刃用鈍后可迅速轉(zhuǎn)位換成相鄰的新切削刃，即可繼續(xù)工作，直到刀片上所有切削刃均已用鈍，刀片才報(bào)廢回收。更換新刀片后，車刀又可繼續(xù)工作。二、傳統(tǒng)刀具與現(xiàn)代刀具的比較現(xiàn)代刀具的優(yōu)點(diǎn):

刀具剛性好，壽命長(zhǎng)

生產(chǎn)效率高,定位精度高。有利于推廣涂層、陶瓷等新技術(shù)現(xiàn)代刀具的優(yōu)點(diǎn)

與焊接車刀相比，可轉(zhuǎn)位車刀具有下述優(yōu)點(diǎn):（1）刀具剛性好，壽命高。由于刀片避免了由焊接和刃磨高溫引起的缺陷,刀具幾何參數(shù)完全由刀片和刀桿槽保證，切削性能穩(wěn)定，經(jīng)得起沖擊和振動(dòng)，從而提高了刀具壽命。現(xiàn)代刀具的優(yōu)點(diǎn)（2）生產(chǎn)效率高,定位精度高。刀片轉(zhuǎn)位或更換新刀片后，刀尖位置的變化應(yīng)在工件精度允許的范圍內(nèi)，可大大減少停機(jī)換刀等輔助時(shí)間。刀桿重復(fù)使用刀片有多刃可用現(xiàn)代刀具的優(yōu)點(diǎn)（3）可轉(zhuǎn)位刀有利于推廣使用涂層、陶瓷等新型刀具材料。

硬質(zhì)合金是一種主要由不同的碳化物和粘結(jié)相組成的粉末冶金產(chǎn)品。硬質(zhì)合金很硬。其主要碳化物有：

-碳化鎢 (WC) -碳化鈦 (TiC) -碳化鉭 (TaC) -碳化鈮 (NbC)在大部分情況下，鈷作為粘結(jié)相使用。硬質(zhì)合金鋼物理氣相沉積是一種固態(tài)的金屬反應(yīng)成分的過程，例如鈦。物理氣相沉積一般有真空中蒸發(fā)沉積、濺射、離子鍍?nèi)N將固態(tài)鍍層材料氣化的方法。由于PVD工藝溫度低，不會(huì)降低硬質(zhì)合金刀片自身的強(qiáng)度，刀片刃部可磨得十分鋒利，從而可降低機(jī)床的功率消耗。PVD物理鍍層方法WQM35百層鍍層的WQM35材料從技術(shù)上講，制備由上百層(每層厚度為50~1000nm)組成的多層鍍層，在PVD工藝中容易實(shí)現(xiàn)。單層厚度為20~50nm時(shí)，這種鍍層的耐磨性最佳。WQM35舉例

二、傳統(tǒng)刀具與現(xiàn)代刀具的比較現(xiàn)代刀具的缺點(diǎn):

缺點(diǎn)：無法制造小尺寸刀具精度有限制造工藝復(fù)雜通常不能提供連續(xù)的、高精度的長(zhǎng)切削刃現(xiàn)代刀具的缺點(diǎn):應(yīng)用大量用于常規(guī)尺寸的刀具精度不高的定尺寸刀具現(xiàn)代刀具的應(yīng)用焊接式硬質(zhì)合金刀具優(yōu)點(diǎn)：精度高制造工藝比較簡(jiǎn)單缺點(diǎn)通常有殘余焊接應(yīng)力存在，限制了其切削速度的提高(一般在60m/min左右)不能應(yīng)用鍍層技術(shù)應(yīng)用通常用于需要長(zhǎng)切削刃的精加工刀具用于傳統(tǒng)機(jī)床和低速加工二、車刀的組成

外圓車刀是最基本、最典型的切削刀具，其切削部分（又稱刀頭）由前面、主后面、副后面、主切

削刃、副切削刃和刀尖所組成。

刀具切削部分的結(jié)構(gòu)要素如圖1-5所示，其定義如下：

前刀面切屑流過的表面，以Aγ表示。

主后刀面與工件上過渡表面相對(duì)的表面，以Aα表示。

副后刀面與工件上已加工表面相對(duì)的表面，以Aα’表示。

主切削刃前刀面與主后刀面的交線，記為S。它承擔(dān)主要的切削工作。

副切削刃前刀面與副后刀面的交線，記為S′。它協(xié)同主切削刃完成切削工作，并最終形成已加工表面。刀尖主切削刃和副切削刃的匯交處相當(dāng)少的一部分切削刃。演示三、刀具靜止角度參考系及其坐標(biāo)平面（一）刀具靜止角度參考系靜止角度參考系的主要作用：定義、設(shè)計(jì)、制造、刃磨和測(cè)量刀具之用。在該參考系中定義的角度稱為刀具的標(biāo)注角度。兩個(gè)假設(shè)條件：

1、不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，即用主運(yùn)動(dòng)向量近似代替切削刃與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的合成速度向量。

2、刀具的刃磨和安裝基準(zhǔn)面垂直或平行于參考系平面，同時(shí)設(shè)定刀桿中心線與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向垂直。三、刀具靜止角度參考系及其坐標(biāo)平面

2.正交平面參考系由以下三個(gè)在空間相互垂直的參考平面構(gòu)成。(1)基面pr通過切削刃上選定點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)切削速度方向的平面。通常平行于車刀的安裝面(2)切削平面ps通過切削刃上選定點(diǎn)，垂直于基面并與主切削刃相切的平面。(3)正交平面po

通過切削刃上選定點(diǎn)，同時(shí)與基面和切削平面垂直的平面。三、刀具靜止角度參考系及其坐標(biāo)平面(1)基面pr(2)切削平面ps(3)正交平面po三、刀具靜止角度參考系及其坐標(biāo)平面1)法平面通過切削刃上選定點(diǎn)并垂直于切削刃的平面靜止正交參考系建立動(dòng)畫演示靜止進(jìn)給參考系建立動(dòng)畫演示三、刀具靜止角度的標(biāo)注

一刃四角法所謂的“一刃四角法”是指刀具上每一條切削刃,必須且只需四個(gè)角度基本角度,就能唯一的確定其在空間的位置。

切削刃

S

前刀面與主后刀面的交線，記為S。它承擔(dān)主要的切削工作。

主偏角κr

主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度vf方向之間的夾角。

刃傾角λs

主切削刃與基面之間的夾角。

前角γO

O

前面與基面之間的夾角。

后角αo

后面與切削平面之間的夾角。三、刀具靜止角度的標(biāo)注基面內(nèi)測(cè)量：主偏角κr

主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的夾角主剖面內(nèi)度量：前角γo

前刀面與基面的夾角。

后角αo

主后刀面與切削平面的夾角切削平面度量：刃傾角λs

主切削刃與基面間的夾角刀具材料簡(jiǎn)介刀具材料對(duì)刀具的壽命、加工質(zhì)量、切削效率和制造成本均有較大的影響刀具切削部分在切削時(shí)要承受高溫、高壓、強(qiáng)烈的摩擦、沖擊和振動(dòng)刀具切削部分材料性能的基本要求①高的硬度；②高的耐磨性；③高的耐熱性(熱穩(wěn)定性)④足夠的強(qiáng)度和韌性；⑤良好的工藝性。刀具材料有——碳素工具鋼合金工具鋼高速鋼硬質(zhì)合金陶瓷金剛石立方氮化硼碳素工具鋼(如T10A、T12A)及合金工具鋼(如9SiCr、CrWMn)，因耐熱性較差——通常僅用于手工工具和切削速度較低的刀具陶瓷、金剛石和立方氮化硼等目前僅用于較為有限的場(chǎng)合高速鋼和硬質(zhì)合金——最廣泛使用高速鋼高速鋼是一種加入了較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。別名：（風(fēng)鋼）良好的淬透性，空氣中冷卻就可得到高硬度。（鋒鋼）刃容鋒利。（白鋼）磨光后，表面光亮。1、較高的熱穩(wěn)定性：切削溫度高達(dá)500-650℃，與碳素工具鋼，合金工具鋼相比，切削速度提高1-3倍，耐用度提高10-40倍，可加工有色金屬至高溫合金（范圍廣）。2、高強(qiáng)度，韌性：抗彎強(qiáng)度為硬質(zhì)合金的2-3倍數(shù)，是陶瓷的5-6倍，韌性比它們高幾十倍。3、一定的硬度（HRC63-70）：耐磨性好，適合各類切削刀具的要求，也可用于在剛性較差的機(jī)床上加工。特點(diǎn)：4、刀具制造工藝簡(jiǎn)單：能鍛造，制作形狀復(fù)雜刀具，大型成型刀具（這一點(diǎn)極為重要）如鉆頭、絲錐、成型刀具、拉刀、齒輪刀具。5、材料性能較硬質(zhì)合金和陶瓷穩(wěn)定，在自動(dòng)機(jī)床上使用可靠。因此，盡管各種新型刀具材料不斷出現(xiàn)，高速鋼仍占現(xiàn)用刀具材料的一半以上。高速鋼分：普通高速鋼（通用型）、高性能高速鋼和粉末冶金高速鋼）高性能高速鋼：再加入一些合金、性能高。粉末冶金高速鋼：制造工藝不同，性能高。普通高速鋼：分鎢鋼，鎢鉬鋼兩類，V不高于40-60%。1、鎢鋼：W18Cr4V（18—4—1）此牌號(hào)國內(nèi)普遍使用，性能穩(wěn)定，刃磨、熱處理工藝控制較方便，國外鎢價(jià)高，很少使用。簡(jiǎn)稱：W18、18%、4%Cr、1%V

綜合性能好，600℃，HRC48.5，用以制造各種復(fù)雜刀具。優(yōu)點(diǎn)：（1）淬火時(shí)過熱傾向小。（2）含釩少，磨加工性好。（3）碳化物含量高，塑性變形抗力較大。缺點(diǎn)：（1）碳化物分布不均勻，剩余碳化物顆粒大（最大30μm），影響薄刃刀具或小截面刀具的耐用度。（2）強(qiáng)度和韌性，顯得不夠，此材料

30mm，抗彎強(qiáng)度3~3.5Gρa(bǔ)60~80mm，抗彎強(qiáng)度2~2.3Gρa(bǔ)

適宜做小截面刀具，此時(shí)強(qiáng)度，韌性才是滿意的。（3）熱塑性差，很難用作熱成形法制造的刀具（如熱軋鉆頭）。2、鎢鉬鋼W6M05Cr4V2（6—5—4—2）為缺鎢而產(chǎn)生優(yōu)點(diǎn)：（1）合金元素少，減少了碳化物數(shù)量及分布不均勻性，有利于提高高溫塑性、抗彎強(qiáng)度、沖擊韌性，抗彎強(qiáng)度比

W18高10~15%，韌性高50~60%。（2）可加大截面刀具，可做尺寸較大，承受沖擊力較大的刀具。缺點(diǎn)：淬火溫度范圍窄，脫碳，過熱敏感性大，主要用于熱軋刀具（扭槽，麻花鉆）高速鋼的表面處理與涂層1、表面化學(xué)處理：提高刀具的切削性能（氧氮化處理）：將刀具成品置于氨氣和水蒸氣的混和體中，540~560℃保溫1—2小時(shí)，形成0.003mmFe3O4氧化膜，內(nèi)層為氧、氮、碳擴(kuò)散層：厚0.03--0.05mm。HV1000以上，耐用度提高60%--70%。2、涂層：物理氣相沉積TiN涂層

550℃以下高真空下進(jìn)行，鈦氣化與氮反應(yīng)，生成TiN（0.002mm），HRC80以上，切削力，切削溫度下降25%，Vf提高一倍，耐用度顯著提高。重磨后，性能仍優(yōu)于普通高速鋼。常用的通用型高速鋼牌號(hào)——

W6Mo5Cr4V2W18Cr4V高性能高速鋼——如9W6MoSCr4V2W6MoSCr4V3比通用型高速鋼具有更好的切削性能，適合于加工奧氏體不銹鋼、高溫合金、釷合金和高強(qiáng)度鍘等難加工材料粉末冶金高速鋼，其性能優(yōu)于上述的高速鋼硬質(zhì)合金用碳化鎢（WC）、碳化鈦（TiC）和鈷（CO）等材料利用粉末冶金的方法制成的合金硬質(zhì)合金是用高耐熱性和高耐磨性的金屬碳化物(如碳化鎢、碳化鈦、碳化鉭等)與金屬粘結(jié)劑(鈷、鎢、鉬等)在高溫下僥結(jié)而成的粉太冶金材料．硬度可達(dá)89~93HRA（74-82HRC）切削溫度達(dá)800~1000℃切削速度可達(dá)100~300m／min韌性差，抗彎強(qiáng)度低，不能承受較大的沖擊載荷540℃HRA82~87760℃HRA77~85800--1000℃時(shí)，尚能進(jìn)行切削刀具耐用度提高幾~幾十倍，同時(shí)切削速度提高4~10倍。缺點(diǎn)：比高速鋼強(qiáng)度低，沖擊韌性差，不能承受切削振動(dòng)和沖擊負(fù)荷。硬質(zhì)合金中：碳化物含量高，則硬度高，抗彎強(qiáng)度低。硬質(zhì)合金中：粘結(jié)劑含量高，則硬度低，抗彎強(qiáng)度高。適用范圍較廣：絕大多數(shù)車刀、端銑刀、深孔鉆、鉸刀、拉刀、齒輪滾刀等。ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）將切削用硬質(zhì)合金分三類：P類：用于加工長(zhǎng)切屑的黑色金屬，相當(dāng)于我國的YT類。K類：用于加工短切屑的黑色金屬，有色金屬和非金屬材料YG類。M類：用于加工長(zhǎng)或短切屑的黑色金屬和有色金屬YW類硬質(zhì)合金的分類，使用性能現(xiàn)代加工材料中90~95%可用P和K類硬質(zhì)合金加工，5~10%可用M類硬質(zhì)合金加工。主要介紹YT，YG類：YG：鎢鈷類：（WC+Co）硬質(zhì)合金主要牌號(hào)：YG3x、YG6x、YG6、YG8

含Co為3%、6%、6%、8%特點(diǎn)：抗彎強(qiáng)度與韌性比YT高，導(dǎo)熱性高，加工性好，刃口容磨得鋒利硬度差Co

越高韌性越好，用于粗加工，反之Co越低，用于精加工、加工材料、鑄鐵、有色金屬和非金屬材料。YT：鎢鈦鈷類：（WC+TiC+Co）主要牌號(hào)YT5、YT14、YT15、YT30數(shù)字為TiC含量。鈷含量為：10%、8%、6%、4%。加工材料：鋼

TiC，Co，材料硬度、耐磨性、抗彎強(qiáng)度、導(dǎo)熱性、磨削性能，焊接性能，耐熱性，用于精加工。反之，用于粗加工。選用：（1）當(dāng)要求刀具有較高的耐熱性及耐磨性，TiC的牌號(hào)。（2）當(dāng)?shù)毒咴谇邢鲿r(shí)受沖擊和振動(dòng)易崩刃時(shí)，TiC的牌號(hào)。硬質(zhì)合金可分為K、P、M三個(gè)主要類別——①K類硬質(zhì)合金(舊牌號(hào)YG類)②P類硬質(zhì)臺(tái)金(舊牌號(hào)YT類)③M類硬質(zhì)合金(舊牌號(hào)YW類)①K類硬質(zhì)合金(舊牌號(hào)YG類)適宜加工短切屑的脆性金屬和有色金屬材料如灰鑄鐵、耐熱合金、銅鋁合金等其牌號(hào)有K01、K10、K20、K30、K40等精加工可用K01半精加工選用K10粗加工宜用K30②P類硬質(zhì)臺(tái)金(舊牌號(hào)YT類)適宜加工長(zhǎng)切屑的塑性金屬材料如普通碳鋼、合金鋼等其牌號(hào)有P01、P10、P20、P30、P50等精加工可用P01半精加工選用Pl0、P20粗加工宜用P30③M類硬質(zhì)合金(舊牌號(hào)YW類)具有較好的綜合切削性能適宜加工K切屑或短切屑的金屬材料如普通碳鋼、鑄鋼、冷硬鑄鐵、耐熱鋼、高錳鋼、有色金屬等其牌號(hào)有M10、M20、M30、M40精加工可用M10半精加工選用M20粗加工宜用M30

化學(xué)氣相沉積法，涂復(fù)一層（5~10μm）耐磨、難熔金屬化合物，耐用度提高1—4倍。涂層材料：TiC、TiN、AL2O3涂層硬質(zhì)合金涂層刀具材料在硬質(zhì)合金或高速鋼基體上，涂敷一層幾微米厚的高硬度、高耐磨性的金屬化合物(如碳化鈦、氮化鈦、氧化鋁等)而制成的。涂層硬質(zhì)合金的刀具壽命至少可提高l～3倍涂層高速鋼的刀具壽命可提高2～10倍陶瓷陶瓷刀是以AL2O3為主要成份，在高溫下，燒結(jié)而成的一種刀具材料。一、常用陶瓷（1）純AL2O3陶瓷（2）AL2O3—TiC混和陶瓷二、陶瓷特點(diǎn)：1、很高的硬度與耐磨性，HRA91~95，高于硬質(zhì)合金。2、使用良好時(shí)，有很高的耐用度。3、很高的耐熱性，760℃HRA871200℃HRA80，切削速度比硬質(zhì)合金高2~5倍，抗彎強(qiáng)度，韌性下降極小。4、很高的化學(xué)穩(wěn)定性，與金屬親和力小，抗粘結(jié)，抗擴(kuò)散，抗氧化能力強(qiáng)。5、較低的摩擦系數(shù)，切屑不易粘刃，不易產(chǎn)生積屑瘤，加工表面粗糙度較小。缺點(diǎn)：（1）脆性大，強(qiáng)度、韌性低，為硬質(zhì)合金的

1/2~1/3，不能承受沖擊負(fù)荷，崩刃、破損。（2）導(dǎo)熱率低，1/2~1/5，不宜溫度波動(dòng)，不能用切削液。三、應(yīng)用范圍：1、高速切削2、加工硬材料（硬鑄鐵、淬硬鋼）3、大件、高精件加工4、車削、銑削例：Si3N4氮化硅基陶瓷，硬度僅次于金剛石、立方氮化硼，作為連續(xù)切削用的刀具材料，今后將很有發(fā)展前途。合理選擇刀具材料的基本要求：在熟悉工件與刀具材料特性的基礎(chǔ)上，使被選用的刀具材料與工件材料相互“匹配”。既做到充分發(fā)揮刀具特性，又能較經(jīng)濟(jì)的滿足加工要求。值得說明的是，加工一般材料大量使用的仍是普通高速鋼與硬質(zhì)合金。只有加工難加工材料才有必要選用新牌號(hào)合金或高性能高速鋼，加工高硬度材料或精密加工時(shí)才需選用超硬材料。刀具材料發(fā)展6個(gè)方面的大致方向：1、盡可能根據(jù)我國資源情況，發(fā)展或代用某些新材料。2、改善現(xiàn)有刀具材料的切削性能。3、發(fā)展界于現(xiàn)有高速鋼與硬質(zhì)合金之間的材料。4、發(fā)展通用性廣的合金。5、發(fā)展復(fù)合刀具材料。6、發(fā)展耐熱、高硬度、高強(qiáng)度，能加工難加工材料的其他新型刀具材料。2．合理選擇刀具材料孔加工刀具、銑刀和螺紋刀具這一類普通刀具，制造工藝較為簡(jiǎn)單，精度要求較低，材料費(fèi)用占刀具成本的比重較大，常采用W6MoSCr4V2、W18Cr4V等通用型高速鋼。拉刀、齒輪刀具—些復(fù)雜刀具，由于制造精度高，制造費(fèi)用占刀具成本的比重較大宜采用硬度和耐磨性均較高的高性能高速鋼。為了提高生產(chǎn)效率，延長(zhǎng)刀具壽命，應(yīng)盡量采用硬質(zhì)合金硬質(zhì)合含在面銑刀、鉆頭、鉸刀和齒輪刀具等方面已獲得廣泛應(yīng)用近年來，國內(nèi)外已廣泛選用涂層刀具。刀具磨損與刀具耐用度

切削過程中刀具在切除工件上的金屬層，同時(shí)工件與切屑也對(duì)刀具起作用，使刀具磨損。刀具嚴(yán)重磨損，會(huì)縮短刀具使用時(shí)間、惡化加工表面質(zhì)量、增加刀具材料損耗、增大切削力、增大切削溫度、產(chǎn)生振動(dòng)。因此，刀具磨損是影響生產(chǎn)效率、加工質(zhì)量和成本的一個(gè)重要因素。一、刀具磨損形式（一）正常磨損形式正常磨損是指在刀具設(shè)計(jì)與使用合理、制造與刃磨質(zhì)量符合要求的情況下，刀具在切削過程中逐漸產(chǎn)生的磨損。1、后刀面磨損

C區(qū)：在近刀尖處是磨損較大的區(qū)域，這是由于溫度高、散熱差而造成的。其磨損量用高度VC表示。

N區(qū)：近待加工表面，約占全長(zhǎng)1／4的區(qū)域。在它的邊界處磨出較長(zhǎng)溝痕，這是由于表面氧化皮或上道工序留下的硬化層等原因造成的。它亦稱邊界磨損，磨損量用VN表示。

B區(qū)：在C、N區(qū)間較均勻的磨損區(qū)。磨損量用VB表示。其中局部出現(xiàn)的劃痕、深溝的高度用Vbmax

表示。2、前刀面磨損切屑在前刀面上流出時(shí)，由于摩擦、高溫和高壓作用，使前刀面上近切削刃處磨出月牙洼。前刀面的磨損量用月牙洼深度KT表示。月牙洼的寬度為KB。原因是切屑與前刀面完全是新鮮表面相互接觸、摩擦，化學(xué)活性很高，反應(yīng)很強(qiáng)烈。寬度變化不明顯，深度不斷增大，深度最大處即為切削溫度最高的地方。一定程度后，易發(fā)生破損。（高速、大進(jìn)給量，切削塑性金屬時(shí)常見）3、前、后刀面同時(shí)磨損

經(jīng)切削后刀具上同時(shí)出現(xiàn)前刀面和后刀面磨損。這是在切削塑性金屬時(shí)，采用大于中等切削速度和中等進(jìn)給量時(shí)較常出現(xiàn)的磨損形式。多數(shù)情況，兩者皆有。***邊界磨損：切削鋼料時(shí)發(fā)生原因：①應(yīng)力突然下降，形成很高的壓力梯度，引起很大的剪應(yīng)力。

②溫度梯度引起邊界應(yīng)力。③副后刀面上的邊界磨損是由于上道工序加工硬化或鑄、鍛件外皮粗糙引起的。（二）非正常磨損刀具在切削過程中突然發(fā)生損壞或過早損壞現(xiàn)象。1、破損：切削刃或刀面產(chǎn)生裂紋、崩刃或碎裂。2、卷刃：切削時(shí)在高溫作用下，使切削刃或刀面產(chǎn)生塌陷或隆起的塑性變形現(xiàn)象。二、磨損過程和磨損限度磨損三個(gè)階段：（Ⅰ段）初期磨損階段在開始切削的短時(shí)間內(nèi)，磨損較快。這是由于刀具表面粗糙不平或表層組織不耐磨引起的。（Ⅱ段）正常磨損階段隨著切削時(shí)間增長(zhǎng)，磨損量以較均勻的速度加大。這是由于刀具表面磨平后，接觸面增大，壓強(qiáng)減小所致。（Ⅲ段）急劇磨損階段磨損量達(dá)到一定數(shù)值后，磨損急損加速、繼而刀具損壞。這是由于切削時(shí)間過長(zhǎng)，磨損嚴(yán)重，切削溫度劇增，刀具強(qiáng)度，硬度降低所致。刀具在產(chǎn)生急劇磨擦前必須重磨或更新刀刃。這時(shí)刀具的磨損稱為磨損限度或磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。磨鈍標(biāo)準(zhǔn)--后刀面上均勻上磨損區(qū)的寬度VB值在ISO標(biāo)準(zhǔn)中，供作研究用推薦的高速鋼和硬質(zhì)合金刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為：（1）在后刀面B區(qū)內(nèi)均勻磨損VB＝0.3mm；（2）在后刀面B區(qū)內(nèi)非均勻磨損VBmax＝0.6mm；（3）月牙洼深度標(biāo)準(zhǔn)：

KT＝0.06+0.3f,([f]為mm/r)；（4）精加工時(shí)根據(jù)需達(dá)到的表面粗糙度等級(jí)確定。粗加工磨鈍標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)加工要求制訂：粗加工磨鈍標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)能使刀具切削時(shí)間與可磨或可用次數(shù)的乘積長(zhǎng)為原則定的，從而能充分發(fā)揮刀具的切削性能，該標(biāo)準(zhǔn)亦稱為經(jīng)濟(jì)磨損限度。精加工磨鈍標(biāo)準(zhǔn)是在保證零件加工精度和表面粗糙度條件下制訂的，因此VB值較小。該標(biāo)準(zhǔn)亦稱為經(jīng)濟(jì)磨損限度。生產(chǎn)中，以加工面亮度，切屑顏色形狀、聲音、振動(dòng)等為根據(jù)，判斷是否重磨三、刀具磨損原因（一）磨粒磨損（硬質(zhì)點(diǎn)磨損）切屑底層和切削表面材料中含有氧化物（SiO、Al2O3等）、碳化物（Fe3C、TiC等）和氮化物（Si2N4、AlN等）的硬元素、粘附著積屑瘤的碎片、鍛造表皮和鑄件表面上殘留的夾砂等對(duì)刀具的機(jī)械磨損。刀具上被它們刻劃出深淺不一的溝痕。高速鋼：磨粒磨損的作用較明顯。硬質(zhì)合金：這種磨損較少。Co含量越低，越不易磨損。在低速時(shí)，其他磨損不明顯，因而磨粒磨損顯得比較突出。（二）粘結(jié)磨損切屑與前刀面、加工表面與后刀面之間在正壓力和溫度作用下，接觸面間吸附膜被擠破，形成了新鮮表面接觸，當(dāng)接觸面間達(dá)到原子間距離時(shí)就產(chǎn)生粘結(jié)。粘結(jié)磨損就是由于接觸面滑動(dòng)時(shí)在粘結(jié)處產(chǎn)生剪切破壞造成的。通常剪切破壞在較軟金屬一方，但刀面受到摩擦、壓力和溫度連續(xù)作用下使強(qiáng)度降低，也會(huì)破壞。此外，當(dāng)前刀面上粘結(jié)的積屑瘤脫落后，帶走了刀具材料也形成粘結(jié)磨損。粘結(jié)磨損的程度與壓力、溫度和材料間親合程度有關(guān)。低速：切削溫度低，故粘結(jié)是在正壓力作用下接觸點(diǎn)處產(chǎn)生塑性變形所致，亦稱為冷焊。中速：切削溫度較高，促使材料軟化和分子間的熱運(yùn)動(dòng)，更易造成粘。用YT類硬質(zhì)合金工加工鈦合金或鈦不銹鋼，在高溫作用下鈦元素之間的親合作用，也會(huì)產(chǎn)生粘結(jié)磨損。所以，低、中速切削時(shí)，粘結(jié)磨損是硬質(zhì)合金刀具的主要磨損原因。（三）擴(kuò)散磨損

擴(kuò)散磨損：在高溫作用下，接觸面間分子活動(dòng)能量大，造成了合金元素相互擴(kuò)散置換，使刀具材料機(jī)械性能降低，若再經(jīng)摩擦作用，刀具容易被磨損。是一種化學(xué)磨損。高速鋼，一定溫度時(shí)，前刀面由于擴(kuò)散而形成一層白色層，厚度0.8~3.5m。Cr、C擴(kuò)散到工件材料中。白色層較軟，易被磨掉。V越高，磨損越快。但擴(kuò)散未占主導(dǎo)時(shí)，就會(huì)因塑性變形而使刀具損壞。硬質(zhì)合金，切鋼時(shí)的擴(kuò)散溫度在800~10000C。擴(kuò)散磨損是硬質(zhì)合金的主要磨損形式。硬質(zhì)合金中W、CO和C原子向鋼中擴(kuò)散，然后被切屑和加工表面帶走。硬質(zhì)合金中失去W后，在結(jié)晶組織中出現(xiàn)空穴。此外，失去了CO后削弱了粘結(jié)強(qiáng)度。同時(shí)，材料中Fe原子向刀具中擴(kuò)散，使刀面表層形成了新材質(zhì)。經(jīng)相互擴(kuò)散的結(jié)果，降低了刀具表面的強(qiáng)度和硬度。通常鎢鈷類硬質(zhì)合金擴(kuò)散溫度為850－9000C、鎢鈷鈦類擴(kuò)散溫度為900－10000C、因此，后者在高溫時(shí)耐磨性較高。

在生產(chǎn)中若采用細(xì)顆粒硬質(zhì)合金或添加稀有金屬硬質(zhì)合金，采用TiC、TiN涂層刀片，對(duì)于提高刀具耐磨性和化學(xué)穩(wěn)定性、減少擴(kuò)散磨損均可起良好作用。金剛石，結(jié)晶溶解，C擴(kuò)散

9000C10S

開始擴(kuò)散

10000C1S

明顯擴(kuò)散

13000C0.1SC全部溶化到Fe中（四）相變磨損當(dāng)?shù)毒呱献罡邷囟瘸^材料相變溫度時(shí)，刀具表面金相組織發(fā)生變化，如馬氏體組織轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，使硬質(zhì)下降、磨損加劇。因此，工具鋼刀具在高溫時(shí)均屬此類磨損，它們的相變溫度為：合金工具鋼300－3500C

高速鋼550－6000C相變磨損造成了刀面塌陷和刀刃卷曲。（五）氧化磨損氧化磨損是一種化學(xué)性質(zhì)的磨損。在一定溫度下，刀具材料與某些周圍介質(zhì)（O2、切削液中的s、cl）起化學(xué)反應(yīng)，在刀具表面形成一層硬度較低的化合物，被切屑帶走。（六）熱電磨損在切削區(qū)高溫作用下，刀具與工件之間形成熱電偶，產(chǎn)生電勢(shì)，刀具工件之間有電流通過，加速擴(kuò)散。刀具磨損是由機(jī)械摩擦和熱效應(yīng)兩方面造成的。（七）刀具非正常磨損原因使用硬質(zhì)合金刀具或硬度高、抗彎強(qiáng)度較低的刀具在銑削、刨削、重型切削、對(duì)難加工材料切削和在帶沖擊載荷工作中，破損已成為較常見的磨損形式。破損原因主要有1、機(jī)械沖擊力2、熱內(nèi)應(yīng)力3、積屑瘤脫落4、刀具材料硬度低、韌性差5、刀具幾何參數(shù)和切削用量選擇不合理6、焊接或刃磨時(shí)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力或裂紋7、操作、保管不當(dāng)?shù)取Ｋ?、刀具耐用度（一）刀具耐用度概念刀具耐用度是指刀具從開始切削至達(dá)到磨損限度為止所用的切削時(shí)間，用T分表示。刀具耐用度還可以用達(dá)到磨損限度所經(jīng)過的切削路程lm或加工出的零件數(shù)N表示。刀具耐用度高低是衡量刀具切削性能好壞的重要標(biāo)志。利用刀具耐用度來控制磨損量VB值，比用測(cè)量VB的高度來判別是否達(dá)到磨損限度要簡(jiǎn)便。（二）刀具耐用度公式

V=C/TmC：與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的系數(shù)。（T=60min時(shí)的V值）m：V對(duì)T的影響指數(shù)。當(dāng)車削中碳鋼和灰鑄鐵時(shí)，m值大致如下：高速鋼車刀；m=0.11；硬質(zhì)合金焊接車刀：m=0.2；硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀：m=0.25－0.3；陶瓷車刀：m=0.2。由公式可知：速度高，則溫度高，耐用度下降。[例]硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位