請(qǐng)跟貼：刀具失效模式匯總

亮劍

各位網(wǎng)友：首先致謝！！哈哈
        失效模式分析是一種很好的方法。到目前我還沒有見過一份好點(diǎn)的刀具失效模式分析文件。社區(qū)里作切削加工的朋友非常多，如果每人一條就是刀具失效模式大全了。
        跟貼請(qǐng)說(shuō)明什么刀具、在什么設(shè)備上用、切削什么材料、材料的狀態(tài)（指和改變材料性能有關(guān)的如毛坯、如調(diào)質(zhì)之類）。

亮劍

可能社區(qū)里有，但是還是發(fā)在這里吧。提示不了解這個(gè)東西的朋友。

國(guó)際化

確定刀具的失效模式并不十分困難——只需取下刀具（特別是在刀具目前預(yù)測(cè)壽命的約30％和70％時(shí)取下刀具），檢測(cè)該加工階段的切削刃狀況，并與本文給出的刀具磨損照片以及對(duì)失效模式的描述進(jìn)行對(duì)比。
（1）刀具的磨粒磨損
再重復(fù)一遍，磨粒磨損是一種理想的失效模式。磨粒磨損是因?yàn)楣ぜ牧夏ゲ羷澾^刀具的主后刀面而造成的，在給定的加工中，對(duì)于某一特定刀具制造商提供的一定數(shù)量的刀片，其磨粒磨損趨向于具有重復(fù)性，因此也就具有可預(yù)測(cè)性。
; B/ Z7 [) A7 V% d- P' E1 D磨粒磨損成為首選失效模式的另一個(gè)原因是其可以顯示磨損的發(fā)展進(jìn)程。通常，切削中出現(xiàn)的某些現(xiàn)象可以表明磨粒磨損正在加大。這些現(xiàn)象有的能觀察到（如工件上出現(xiàn)毛刺、被加工表面光潔度發(fā)生變化等），有的能聽到（如切削噪聲逐漸變化等）。通過這些加工現(xiàn)象，可以很容易地確定何時(shí)需要更換刀片。
/ ~3 ?' v/ C. H1 T$ }; J由于磨粒磨損是一種理想的磨損形式，因此當(dāng)加工中刀具出現(xiàn)磨粒磨損時(shí)，通常無(wú)需改變加工工藝。當(dāng)然，某些刀具牌號(hào)和涂層確實(shí)能夠提供更高的耐磨性（尤其在高速切削時(shí)），如果刀具出現(xiàn)磨粒磨損，改用這些刀具牌號(hào)或涂層則可以延長(zhǎng)刀具壽命。
% u9 Q0 j/ N) }  |& ~" e（2）刀具的月牙洼磨損
一般來(lái)說(shuō)，月牙洼的產(chǎn)生可能同工件材料與刀片前刀面相互作用引起的任何磨損形式有關(guān)。最常見的月牙洼磨損是由鋼制工件與硬質(zhì)合金刀具之間的化學(xué)作用（即刀具前刀面滲出的碳溶入切屑中）引起的。不過，月牙洼磨損也有可能是由高速切削鑄鐵時(shí)切屑劃過刀具前刀面的磨蝕作用所引起。
2 i( E+ F; f# k% O# g月牙洼磨損的危險(xiǎn)性在于切削刃通常仍然完好無(wú)損，刀具也能保持相對(duì)正常的切削狀態(tài)，直至刀具出人意料地突然失效。
. p$ @" S' k/ U2 ^  Z為保護(hù)刀具前刀面避免月牙洼磨損，可采取的應(yīng)對(duì)措施包括：
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①減小切削速度以降低切削刃溫度；

②減小進(jìn)給率以減小刀片承受的應(yīng)力；

③選用涂層刀具牌號(hào)以加強(qiáng)對(duì)前刀面的保護(hù)；
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1 F1 E5 u5 R- ?7 W$ A ④改進(jìn)刀具幾何形狀以減小直接作用于前刀面上的切削力。


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（3）刀具的溝槽磨損
. q2 X% P2 ?( L/ q9 p0 c" p- m% W刀具產(chǎn)生溝槽磨損的原因通常是在全切深情況下被加工工件表面某處的削條件與其余部分相比發(fā)生惡化造成的。導(dǎo)致工件表面切削條件出現(xiàn)差異的原因可能與工件表面剝落有關(guān)；也可能由冷作應(yīng)力或加工硬化所引起；還有可能與某些似乎無(wú)關(guān)緊要的因素——例如油漆——有關(guān)，工件表面的油漆有可能對(duì)切入工件不太深的切削刃起到一種淬火作用。
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8 H! S5 N: E4 m0 K, r/ C& k2 r: \ 對(duì)于刀具的溝槽磨損，采取何種應(yīng)對(duì)措施與溝槽磨損是否由崩刃或磨粒磨損引起有關(guān)。根據(jù)磨損的類型，可以更換一種具有更高抗機(jī)械沖擊性或更高耐磨性的刀片牌號(hào)。另一種可供選擇的解決方案是增大刀具的余偏角，以增大剪切作用和減薄切屑；或者增大切削刃的鈍化尺寸，以增加切削刃的強(qiáng)度。還有一種解決辦法不需要改變刀具，而是在各次走刀時(shí)采用不同的切深，從而使磨損作用于切削刃的不同部分。

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( D: ^' G/ }$ W% Y$ J/ I7 H（4）刀具的熱裂紋
5 s6 w4 b' O9 I4 Q7 z* |; O大多數(shù)機(jī)床用戶都將熱裂紋與冷卻液聯(lián)系起來(lái)。當(dāng)傾注到切削刃上的冷卻液不均勻時(shí)，切削刃的溫度就會(huì)發(fā)生波動(dòng)，引起刀片膨脹和收縮，從而導(dǎo)致切削刃出現(xiàn)裂紋。
% K, O5 W& R9 _: ?# i( ]- T/ o但是，在不使用冷卻液時(shí)同樣可能產(chǎn)生熱裂紋。例如，在干式銑削中，切削刃在切入和切出工件材料時(shí)也可能引起足以產(chǎn)生疲勞裂紋的溫度波動(dòng)。對(duì)于這種非冷卻液引起的熱裂紋，刀片上的裂紋是直而平行的；與此相反，由冷卻液引起的熱裂紋，由于溫度的波動(dòng)隨機(jī)性較大，所產(chǎn)生的非平行裂紋更容易導(dǎo)致崩刃。對(duì)于熱裂紋可采取的應(yīng)對(duì)措施包括：
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2 ^$ [5 N" h- ^①減小切削速度以降低切削刃溫度；

1 p1 d& ]7 Z  z②停止使用冷卻液，以減小溫度高低波動(dòng)幅度；
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③選用抗熱沖擊性能較好的刀片牌號(hào)；
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1 D8 A; e/ k2 \+ P: @④選用涂層刀片牌號(hào)，特別是PVD涂層能夠有效阻止裂紋的生成，因?yàn)橛糜诳沽鸭y的涂層可對(duì)刀片表面施加壓縮應(yīng)力。
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: `" p: q8 c$ v5 f0 d/ Y! y（5）刀具的崩刃和碎裂
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; |: p  r1 ?9 }6 N8 V/ Q# m 熱裂紋一樣，崩刃或碎裂在本質(zhì)上并不屬于“磨損”，這種失效模式是因?yàn)榍邢魅械拇嘈赃^大，難以承受切削沖擊而發(fā)生碎片崩裂。需要說(shuō)明，它既與切削沖擊有關(guān)，也與切削刃有關(guān)。
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對(duì)崩刃和碎裂可采取的措施包括：
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, q; b5 M% n/ G6 n* {5 |①選用抗機(jī)械沖擊性能（即剛性）較好的刀片牌號(hào)；

+ g- R  u5 h: d9 }. |②增大刀具余偏角以減薄切屑和增大剪切作用；

+ ]  C- K7 o" r: y③改進(jìn)工藝系統(tǒng)的剛性，包括提高機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性或改善機(jī)床的維護(hù)水平；
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④增大切削刃的鈍化尺寸以增加切削刃強(qiáng)度。
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（6）刀具的切削刃熔焊
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在某種程度上，切削刃熔焊是一個(gè)可以圓滿解決的問題，方法是提高切削速度，這樣還可以提高生產(chǎn)率。

( v( C3 `  ^7 Y, L# }6 `$ J$ R) p切削刃熔焊是因工件材料被熔焊到刀具上而產(chǎn)生的。加工時(shí)切屑溫度升高到足以使其軟化發(fā)粘，然后又快速冷卻，就會(huì)黏附在刀片上。解決方法是防止切屑變得過熱，或者增加切屑溫度使其在離開刀具之前不會(huì)馬上冷卻。


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) m# P2 t" ]6 v為了防止切屑加熱到足以發(fā)生熔焊的溫度，可嘗試使用冷卻液。其它可能采用的方法還包括采用較大的徑向或軸向正前角，以減小切削力。此外還可以選用涂層刀片牌號(hào)。涂層可以減小刀具與工件之間的摩擦和相互發(fā)生反應(yīng)的可能性。
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' {$ `& M* B& u8 h: E& E" g6 q與此相反的方法是使切屑溫度進(jìn)一步升高。通過提高切削速度和（或）進(jìn)給率，可起到對(duì)切屑額外加熱的作用，從而防止切屑因軟化發(fā)粘而發(fā)生熔焊現(xiàn)象。

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6 \( J9 O9 U$ T( l7 \1 B% `! F4 Y（7）刀具的變形
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' P; P8 z7 F! L! n4 `" p刀具的變形是指刀片在切削熱和切削壓力的作用下發(fā)生軟化和扭曲變形。

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硬質(zhì)合金這種堅(jiān)硬的刀具材料也會(huì)發(fā)生變形聽起來(lái)似乎有些不可思議，但實(shí)際上如今刀具變形的情況正日益增多。曾經(jīng)有一段時(shí)期，硬質(zhì)合金的耐熱性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過當(dāng)時(shí)的機(jī)床性能，以致機(jī)床在適用的加工條件下實(shí)際上并不會(huì)造成刀具變形的危險(xiǎn)。但隨著機(jī)床性能的不斷進(jìn)步，如今的高性能機(jī)床能夠在足以使硬質(zhì)合金刀具變形的高切削參數(shù)下進(jìn)行加工，而機(jī)床的高穩(wěn)定性又足以使硬質(zhì)合金刀具不會(huì)發(fā)生碎裂失效。
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6 D$ ^; A5 D( Z# H當(dāng)存在刀具變形危險(xiǎn)時(shí)，可采取的應(yīng)對(duì)措施如下：

①降低切削速度以減少切削熱；

②降低進(jìn)給率以減小刀具承受的切削壓力；
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③選用具有高耐熱性或高耐磨性的刀具牌號(hào)；

④減小切削刃鈍化尺寸或采用更大的正幾何刃形，以減小作用于切削刃上的應(yīng)力和切削熱。

6 K: X! J& h7 z⑤選用涂層刀具牌號(hào)，尤其可選用氮鋁鈦涂層或氧化鋁涂層，這兩種涂層中的任一種均可有效隔絕切削熱，保護(hù)刀片不發(fā)生變形

亮劍

謝謝國(guó)際化，其實(shí)，各個(gè)工廠在使用著各種刀具。而大部分加工廠對(duì)于常規(guī)的刀具如車鏜、鉆、攻、銑等等（按結(jié)構(gòu)分機(jī)夾、整體等；按材料分***）幾乎天天在用。其失效模式肯定也是多種多樣。這文章我曾經(jīng)見過，但是我想：其一、管理上不見得足夠重視；其二、沒有人去專門搗鼓；其三、機(jī)加工藝人員選可是不管或管不了。諸此等等。
舉例：某廠曾經(jīng)因?yàn)樯拜喥扑閭耍瑥拇艘院缶椭付◤S家和進(jìn)貨點(diǎn)——但是一把手親自指示的。

國(guó)際化

我認(rèn)為公司管理曾應(yīng)該這么做：發(fā)給我1把刀規(guī)定我使用一個(gè)月，一個(gè)月后我拿著刀柄去倉(cāng)庫(kù)領(lǐng)，如果1個(gè)月，我的刀就撞了，或者被人偷了，對(duì)不起是我技術(shù)不好或者5S做的不好。當(dāng)然在實(shí)際生產(chǎn)中，可能毛坯引起的撞刀，那這個(gè)就不能怪我了 。關(guān)鍵還是在于公司的體制和執(zhí)行力度。 ，不過說(shuō)實(shí)在的，這年頭刀具的質(zhì)量越來(lái)越差了 ，企業(yè)追求便宜。。。。。。。而且現(xiàn)在的刀具制造商良莠不齊。

一劍飄紅

過程FMEA做過，設(shè)計(jì)FMEA見過，維修FMEA見過，但還沒有看到過刀具FMEA。期待中。。。
頂！

eruner

期待中。。。一直沒仔細(xì)去研究過刀具的失效
我們做過很多FMEA，遇到刀具失效就是崩刀或刀具磨損，解決方法及預(yù)防措施就是換刀，尋找更好的供應(yīng)商。

刀客A

這是個(gè)很好的議題，我想這個(gè)問題已經(jīng)很久了，在公司也提了很多次，可是我們的刀具管理根本不重視，在這個(gè)星期終于出現(xiàn)了四刃PCD鉸刀連續(xù)斷了四把，其中三把相同都是在加工到5000件以上斷裂，另一把壽命也是在２０００件以上，而且該刀具是調(diào)試機(jī)床時(shí)使用的，而我們的刀具管理認(rèn)為PCD鉸刀的壽命至少為15000件，多么可笑的見解。刀具失效怎么可以單純依靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)定，不同的加工工藝，不同的加工位置，不同的切屑液濃度，使用壽命怎么可以一樣。希望通過這次討論使大家獲得有益的收獲，謝謝。

心結(jié)

我做了個(gè)刀具試驗(yàn)表格……結(jié)果用的話呢……“30多塊刀具用的著做試驗(yàn)么！”……

一劍飄紅

8樓刀客講到‘可是我們的刀具管理根本不重視’，請(qǐng)問：你們的刀具管理是哪一家啊？