如何通過刀具后角磨損判斷刀具是否存在異常磨損？

來源：發(fā)布時(shí)間：2024-09-20

以下是通過刀具后角磨損判斷刀具是否存在異常磨損的方法：

### 一、磨損速度方面

1. **磨損速度過快**

- **正常磨損參考**：在正常切削條件下，刀具后角磨損速度是相對穩(wěn)定的。例如，對于加工普通碳素鋼的硬質(zhì)合金車刀，在合適的切削參數(shù)（切削速度為100 - 150m/min、進(jìn)給量為0.1 - 0.2mm/r、切削深度為1 - 2mm）下，后角磨損帶寬度每小時(shí)的增長量可能在0.02 - 0.05mm之間。

- **異常磨損判斷**：如果發(fā)現(xiàn)后角磨損帶寬度在短時(shí)間內(nèi)（如10 - 15分鐘）就增長了0.05mm以上，這就表明刀具磨損速度過快，可能存在異常磨損。磨損速度過快的原因可能是切削參數(shù)不合理，如切削速度過高，或者是刀具與工件材料之間存在不匹配的情況，例如使用了不適合加工該種工件材料的刀具類型。

2. **磨損速度過慢或停滯**

- **正常與異常對比**：在持續(xù)切削過程中，刀具后角應(yīng)該有持續(xù)的磨損。如果在較長時(shí)間（如超過刀具正常使用壽命的一半時(shí)間）內(nèi)，后角磨損幾乎沒有進(jìn)展，這可能是異?，F(xiàn)象。

- **可能原因分析**：這種情況可能是由于切削力過小，例如進(jìn)給量極小或者刀具沒有真正參與切削（如刀具與工件之間存在間隙或工件硬度極低，刀具只是在工件表面滑行），也可能是刀具表面有特殊涂層或處理，使得刀具與工件之間的摩擦和磨損機(jī)制發(fā)生了異常變化。

### 二、磨損形態(tài)方面

1. **局部磨損嚴(yán)重**

- **局部磨損現(xiàn)象**：觀察刀具后角磨損時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)磨損集中在切削刃的某一局部區(qū)域，例如在刀具切削刃的一端或者中間某一部位磨損帶寬度明顯大于其他部位（如相差0.1mm以上）。

- **異常原因探尋**：這可能是由于切削力分布不均勻造成的。比如在車削細(xì)長軸時(shí)，如果工件的裝夾不當(dāng)，會導(dǎo)致切削過程中工件發(fā)生振動，使得刀具在某個(gè)部位承受的切削力過大，從而造成該部位后角磨損嚴(yán)重。另外，刀具安裝時(shí)的偏斜也可能導(dǎo)致這種局部磨損，刀具的切削刃只有部分參與切削，這部分切削刃的后角磨損就會加劇。

2. **非對稱磨損**

- **對稱與非對稱磨損判斷**：對于對稱結(jié)構(gòu)的刀具（如雙刃銑刀），正常情況下后角磨損應(yīng)該是相對對稱的。如果發(fā)現(xiàn)一側(cè)后角磨損明顯大于另一側(cè)（磨損帶寬度相差0.1mm以上或者磨損表面形態(tài)差異較大）。

- **可能的影響因素**：這可能是由于刀具在切削過程中的受力不對稱，例如在銑削加工中，銑刀的進(jìn)給方向與工件的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致一側(cè)切削刃承受的切削力大于另一側(cè)。也可能是刀具自身制造偏差，如兩側(cè)切削刃的前角、后角初始角度存在差異，使得在切削過程中兩側(cè)的磨損情況不同。

3. **磨損表面特征異常**

- **正常磨損表面**：正常情況下，刀具后角磨損表面相對平整、光滑，磨損痕跡呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性，例如是均勻的劃痕或者輕微的磨粒磨損痕跡。

- **異常磨損表面特征**：如果磨損表面出現(xiàn)深坑、裂紋或者大面積的剝落現(xiàn)象，這就是異常磨損。這種情況可能是由于刀具材料存在內(nèi)部缺陷，在切削力和切削熱的作用下，這些缺陷逐漸擴(kuò)展，導(dǎo)致刀具表面出現(xiàn)異常破壞。也可能是因?yàn)榍邢鬟^程中產(chǎn)生了嚴(yán)重的積屑瘤，積屑瘤的周期性脫落會對刀具后角磨損表面造成沖擊，形成深坑或剝落。

### 三、與加工效果的關(guān)聯(lián)方面

1. **加工精度急劇下降**

- **精度與磨損的關(guān)系**：刀具后角磨損到一定程度會影響加工精度。正常情況下，隨著后角磨損，加工精度是逐漸下降的。但如果在短時(shí)間內(nèi)（如一次裝夾加工過程中），工件的尺寸精度或形狀精度出現(xiàn)急劇變化，如尺寸偏差從±0.05mm突然增大到±0.2mm以上，或者圓柱度、平面度等形狀精度嚴(yán)重超差。

- **刀具磨損的影響判斷**：這可能是刀具后角發(fā)生了異常磨損，例如后角磨損導(dǎo)致切削刃崩刃或者刀具發(fā)生了嚴(yán)重的塑性變形，使得刀具無法保持正常的切削狀態(tài)，從而影響加工精度。

2. **表面粗糙度突然惡化**

- **表面粗糙度與磨損**：刀具后角磨損會影響加工表面粗糙度。正常的磨損過程中，表面粗糙度是逐漸變差的。如果在加工過程中，表面粗糙度值突然從Ra1.6μm以下升高到Ra3.2μm以上。

- **異常磨損的判斷依據(jù)**：這可能是由于刀具后角磨損不均勻或者出現(xiàn)了嚴(yán)重的局部磨損，導(dǎo)致切削刃的切削狀態(tài)不穩(wěn)定，在工件表面形成了不規(guī)則的切削痕跡，從而使表面粗糙度突然惡化。

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