第三章金屬切削過程的基本規(guī)律

第三章

金屬切削過程的基本規(guī)律

主要內(nèi)容

一、切削變形與切屑形成過程（積屑瘤）

二、切削力三、切削熱與切削溫度

四、刀具磨損與刀具壽命第三章金屬切削過程的基本規(guī)律

研究金屬切削過程的意義金屬切削加工中各種物理現(xiàn)象,生產(chǎn)實踐中出現(xiàn)的許多問題,都同切削過程有關(guān)難加工材料的應(yīng)用愈來愈多，對零件的質(zhì)量要求亦不斷提高

研究切削過程的基本理論，掌握切削基本規(guī)律對控制切削過程、保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低成本和促進切削加工技術(shù)的發(fā)展，有著十分重要的意義。第一節(jié)切削變形與切屑形成一、變形區(qū)的劃分

以塑性材料的切屑形成為例，金屬切削區(qū)可大致劃分為：

三個變形區(qū)

第一變形區(qū)第二變形區(qū)第三變形區(qū)二、金屬在切削過程中的變形

1．第一變形區(qū)內(nèi)金屬的剪切變形

OA—始滑移線OM—終滑移線變形的主要特征：剪切滑移變形加工硬化一般速度范圍內(nèi)第一區(qū)寬度為0.02～0.2mm，速度越高，寬度越小，可看作一個剪切平面一、切屑的形成過程與切削變形可以將切屑形成過程比擬為推擠一堆卡片的形象化模型,可說明切屑形成過程切削刃由a運動到O時整個平行四邊形OMma受剪應(yīng)力的作用，變成了平行四邊形OMm1a1M

切屑單元在刀具前刀面作用下受到擠壓,底邊膨脹為Oa2形成近似梯形的切屑單元許多梯形疊加起來就迫使切屑向逆時針方向轉(zhuǎn)動而彎曲

因此，也可以說金屬切削過程是切削層受到刀具前面的擠壓后，產(chǎn)生以剪切滑移為主的塑性變形，而形成為切屑的過程金屬晶體沿滑移線的剪切變形剪切面剪切角剪切角φ：滑移面與切削速度方向之間的夾角（450）?；泼媾c晶格纖維化方向夾角ψ：滑移面與晶格變形伸長方向夾角。2．第二變形區(qū)內(nèi)金屬的擠壓變形

切屑沿前刀面排出時進一步受到前刀面的擠壓和摩擦，使靠近前刀面的金屬纖維化，基本與前刀面平行。

第二變形區(qū)：切屑沿前刀面排出時進一步受到前刀面的擠壓和摩擦，使靠近前刀面處的金屬出現(xiàn)“滯流層”，使金屬纖維化，纖維化方向基本上和前刀面平行。切削變形金相顯微照片前刀面的擠壓與摩擦及其對切屑變形的影響第二變形區(qū)特點:受前刀面的摩擦和擠壓，切屑底層靠近前刀面處纖維化，流動速度減緩，出現(xiàn)“滯流層”，甚至會停滯在前刀面上，形成積屑瘤；切屑彎曲；由摩擦產(chǎn)生的切削熱使刀屑接觸區(qū)溫度升高。前刀面的擠壓與摩擦及其對切屑變形的影響⑴.當前角增大時，剪切角隨之增大，變形減小?？梢娫诒ＷC切削刃強度的前提下，增大刀具前角對改善切削過程是有利的。⑵.當摩擦增大時，變形增大。所以提高刀具的刃磨質(zhì)量，施加切削液以減小前刀面上的摩擦對切削是有利的。前刀面的擠壓與摩擦及其對切屑變形的影響前刀面上的摩擦

內(nèi)摩擦區(qū)：切屑和前刀面粘結(jié)層與其上層金屬之間的摩擦，實質(zhì)是金屬內(nèi)部的剪切滑移，與材料的流動應(yīng)力特性以及粘結(jié)面積有關(guān)。單位切向力等于材料的剪切屈服強度。

外摩擦區(qū)：服從經(jīng)典摩擦定律，與摩擦副摩擦系數(shù)及正壓力有關(guān)。切屑變形的變化規(guī)律1.工件材料對切屑變形的影響工件材料強度愈高，切屑變形愈小工件材料的塑性也是影響切削變形的主要因素2.刀具前角對切屑變形的影響

刀具前角愈大，切屑變形愈小3.切削速度對切屑變形的影響4.切削厚度對切屑變形的影響3．第三變形區(qū)內(nèi)金屬的擠壓摩擦回彈

已加工表面受到切削刃鈍圓部分和后刀面的擠壓和摩擦，產(chǎn)生變形與回彈，造成纖維化和加工硬化。

第三變形區(qū)：已加工表面受到刀刃鈍圓部分和后刀面的擠壓與摩擦，產(chǎn)生變形和回彈，造成纖維化與加工硬化。三、切屑類型

從變形觀點出發(fā)，可將切屑歸納為四種形態(tài)：帶狀切屑節(jié)狀切屑（擠裂切屑）粒狀切屑(單元切屑)

崩碎切屑

二、切屑的類型

a）帶狀切屑塑性金屬，切削厚度較小，切削速度較高，刀具前角較大時

b）擠裂切屑

切削速度較低，切削厚度較大，刀具前角較小時產(chǎn)生。原因是被切材料局部達到破裂極限。

c）單元切屑

少見。整體達到破裂極限。以上三種為切削塑性材料時

d）崩碎切屑未經(jīng)塑性變形而被擠裂破碎。力求避免1).帶狀切屑

特點：內(nèi)表面光滑，外表面粗糙

條件：塑性材料，切削厚度小，切削速度高，前角較大

影響：切削過程平穩(wěn)，切削力波動小，已加工表面粗糙度較小2).擠裂切屑（節(jié)狀切屑）

特點：外表面呈鋸齒形，內(nèi)表面有時有裂紋條件：塑性材料，切削厚度較大，切削速度較低，前角較小，剪切滑移大，加工硬化大，剪應(yīng)力超過剪切強度

影響：切削過程較不平穩(wěn)，切削力波動較大，已加工表面粗糙度較大

3).單元切屑

如果在擠裂切屑的剪切面上，裂紋擴展到整個面上，則整個單元被切離，成為梯形的單元切屑，如圖c所示。

以上三種切屑只有在加工塑性材料時才可能得到。其中，帶狀切屑的切削過程最平穩(wěn)，單元切屑的切削力波動最大。在生產(chǎn)中最常見的是帶狀切屑，有時得到擠裂切屑，單元切屑則很少見。假如改變擠裂切屑的條件，如進一步減小刀具前角，減低切削速度，或加大切削厚度，就可以得到單元切屑。反之，則可以得到帶狀切屑。這說明切屑的形態(tài)是可以隨切削條件而轉(zhuǎn)化的。掌握了它的變化規(guī)律，就可以控制切屑的變形、形態(tài)和尺寸，以達到卷屑和斷屑的目的。4).崩碎切屑

這是屬于脆性材料的切屑。這種切屑的形狀是不規(guī)則的，加工表面是凸凹不平的。從切削過程來看，切屑在破裂前變形很小，和塑性材料的切屑形成機理也不同。它的脆斷主要是由于材料所受應(yīng)力超過了它的抗拉極限。加工脆硬材料，如高硅鑄鐵、白口鐵等，特別是當切削厚度較大時常得到這種切屑。由于它的切削過程很不平穩(wěn)，容易破壞刀具，也有損于機床，已加工表面又粗糙，因此在生產(chǎn)中應(yīng)力求避免。其方法是減小切削厚度，使切屑成針狀或片狀；同時適當提高切削速度，以增加工件材料的塑性。

4)．崩碎切屑特點：不規(guī)則粒狀條件：脆性材料，拉應(yīng)力超過抗拉強度

以上是四種典型的切屑，但加工現(xiàn)場獲得的切屑，其形狀是多種多樣的。在現(xiàn)代切削加工中，切削速度與金屬切除率達到了很高的水平，切削條件很惡劣，常常產(chǎn)生大量“不可接受”的切屑。所謂切屑控制（又稱切屑處理，工廠中一般簡稱為“斷屑”），是指在切削加工中采取適當?shù)拇胧﹣砜刂魄行嫉木砬?、流出與折斷，使形成“可接受”的良好屑形。

四、變形程度的表示方法

1、切削厚度壓縮比Λh：切屑厚度與切削層厚度的比值。切屑厚度與切削層厚度的比值。（3-2）2、剪切角Φ

：剪切面與切削速度方向之間的夾角。（3-3）β為前刀面的摩擦角由上式可知：增大刀具前角，減小到屑之間的摩擦，使剪切角增大，是減小切削變形的重要途徑。3.相對滑移ε：滑移距離Δs與單元厚度Δy之比。

ε=Δs/Δy=NP/MK=(NK+KP)/MK=ctgΦ+tan(Φ-γ0）五、前面上摩擦特點

切塑性金屬時前刀面上應(yīng)力分布情況→刀-屑接觸區(qū)可分兩部分：粘接區(qū)lf1:剪切滑移，內(nèi)摩擦滑動區(qū)lf2:滑動摩擦，外摩擦一般內(nèi)摩擦力約占總摩擦力的85%(3-4)滯流層：接近前刀面的切屑底層晶粒拉長，形成與前刀面平行的纖維層，流速很慢，變形程度非常劇烈。定義：冷焊在前刀面上的金屬塊。

六、積屑瘤

六、積屑瘤

在速度不高切削塑性金屬形成帶狀切屑的情況下，滯流層金屬粘接（冷焊）在前刀面上，形成硬度很高的硬塊（2~3倍），稱為積屑瘤。

1.切屑對前刀面接觸處的摩擦，使前刀面十分潔凈。

2.當兩者的接觸面達到一定溫度同時壓力又較高時，會產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象，即一般所謂的“冷焊”。切屑從粘在刀面的底層上流過，形成“內(nèi)摩擦”。

3.如果溫度與壓力適當，底層上面的金屬因內(nèi)摩擦而變形，也會發(fā)生加工硬化，而被阻滯在底層，粘成一體。

4.這樣粘結(jié)層就逐步長大，直到該處的溫度與壓力不足以造成粘附為止。

積屑瘤形成后不斷長大，達到一定高度又會破裂，而被切屑帶走或嵌附在工件表面上，影響表面粗糙度。積屑瘤是如何形成的?

所以積屑瘤的產(chǎn)生以及它的積聚高度與金屬材料的硬化性質(zhì)有關(guān)，也與刃前區(qū)的溫度和壓力分布有關(guān)。一般說來，塑性材料的加工硬化傾向愈強，愈易產(chǎn)生積屑瘤；溫度與壓力太低，不會產(chǎn)生積屑瘤；反之，溫度太高，產(chǎn)生弱化作用，也不會產(chǎn)生積屑瘤。走刀量保持一定時，積屑瘤高度與切削速度有密切關(guān)系。

積屑瘤的形成主要取決于切削溫度，如在300o~380o切削碳鋼易產(chǎn)生積屑瘤。500o~600o積屑瘤消失。積屑瘤的產(chǎn)生原因切屑底層產(chǎn)生滯留層滯留層與切屑分離，粘結(jié)在前刀面前刀面和切屑底面的擠壓和摩擦逐層滯留粘結(jié)形成楔塊沖擊振動不斷破裂，脫落再生積屑瘤對切削過程的影響

1.實際前角增大

它加大了刀具的實際前角，可使切削力減小，對切削過程起積極的作用。積屑瘤愈高，實際前角愈大。但由于積屑瘤不穩(wěn)定，導致了切削力的波動。

2.產(chǎn)生擠壓和過切作用，增大切削厚度。

3.使加工表面粗糙度增大

積屑瘤的底部則相對穩(wěn)定一些，其頂部很不穩(wěn)定，容易破裂，一部分連附于切屑底部而排出，一部分殘留在加工表面上，積屑瘤凸出刀刃部分使加工表面切得非常粗糙，因此在精加工時必須設(shè)法避免或減小積屑瘤。

4.對刀具壽命的影響

積屑瘤粘附在前刀面上，在相對穩(wěn)定時，可代替刀刃切削，有減少刀具磨損、提高壽命的作用。但在積屑瘤比較不穩(wěn)定的情況下使用硬質(zhì)合金刀具時，積屑瘤的破裂有可能使硬質(zhì)合金刀具顆粒剝落，反而使磨損加劇。

防止積屑瘤的方法

(1)降低切削速度，使溫度較低，使粘結(jié)現(xiàn)象不易發(fā)生；

(2)采用高速切削，使切削溫度高于積屑瘤消失的相應(yīng)溫度；

(3)采用潤滑性能好的切削液以減小摩擦；

(4)減小進給量、增加刀具前角，以減小刀屑接觸區(qū)壓力；

(5)提高工件材料硬度減少加工硬化傾向。

(6)合理使用切削液。積屑瘤對精加工是不利的，應(yīng)避免它產(chǎn)生：七、已加工表面變形和加工硬化

刀刃鈍圓半徑

rn彈性恢復區(qū)CD變形特征：擠壓、摩擦與回彈

金屬進入第一變形區(qū)時，晶粒因壓縮而變長，因剪切滑移而傾斜。金屬層接近刀刃時，晶粒更為伸長，成為包圍在刀刃周圍的纖維層，最后在O點斷裂。

已加工表面的金屬纖維被拉伸的又細又長，纖維方向平行于已加工表面，金屬晶粒被破壞，發(fā)生了劇烈的塑性變形，產(chǎn)生加工硬化，表面殘余應(yīng)力，稱之為加工變質(zhì)層。經(jīng)過嚴重塑性變形而使表面層硬度增高的現(xiàn)象稱為加工硬化,亦稱冷硬。

硬化程度的指標:加工硬化程度N硬化層深度△hDH1是已加工表面顯微硬度，H是金屬材料基體顯微硬度減輕硬化程度的措施：1)磨出鋒利的切削刃

2)增大前角或后角

3)減小背吃刀量ap4)合理選用切削液

八、影響切削變形的主要因素1．加工材料強度、硬度刀-屑面間正壓力、平均正應(yīng)力σav

則由：(3-4)（3-3）（3-2）2．前角γo

前角γo增大，楔角βo減小，切削刃鈍圓弧半徑rn減小，切屑流出阻力小，使摩擦系數(shù)μ減小，剪切角φ增大，故切削變形減小。

3．切削速度vc

切削速度是通過切削溫度和積屑瘤影響切削變形的。

4．進給量f

當進給量增大時，切屑厚度hD與切屑厚度hch增加，使前面上正壓力Frn增大，使平均正應(yīng)力σav增大，因此，摩擦系數(shù)μ減小和切屑厚度壓縮比Λh減小。第二節(jié)切

削

力切削力指切削過程中刀具對工件的作用力。研究切削力，對進一步弄清切削機理，對計算功率消耗，對刀具、機床、夾具的設(shè)計，對制定合理的切削用量，優(yōu)化刀具幾何參數(shù)等，都具有非常重要的意義。金屬切削時，刀具切入工件，使被加工材料發(fā)生變形并成為切屑所需的力。第二節(jié)切削力切屑的彈塑性變形抗力工件的彈塑性變形抗力后刀面與工件的摩擦力前刀面與切屑的摩擦力一、切削力來源、合力及其分力1、來源

1．彈、塑性變形的抗力；

2．摩擦力。2、合力兩者作用在刀具上的合力為F

3、分力切削力Fc(主切削力Fz)——在主運動方向上的分力；背向力Fp(切深抗力Fy)——在垂直于假定工作平面上分力；進給力Ff(進給抗力Fx)——在進給運動方向上的分力。

（3-5）二、各分力的作用

1、切削分力的作用---切削力Fc（主切削力Fz）它是設(shè)計機床主軸、齒輪和計算主運動功率的主要依據(jù)，也是用于選用刀桿、刀片尺寸、設(shè)計夾具和選擇切削用量的重要依據(jù)。使車刀產(chǎn)生彎矩，也是計算切削功率的依據(jù)2、切削分力的作用---背向力Fp（切深抗力Fy）Fp使工件產(chǎn)生彎曲，是影響加工工件精度，引起切削振動的主要原因，是計算系統(tǒng)剛度的依據(jù)。

3、切削分力的作用---進給力Ff(進給抗力Fx)Ff作用在機床進給機構(gòu)上，是計算和檢驗進給機構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)零件強度的主要依據(jù)。

三、切削力的實驗公式

1．切削力的測定原理及種類

(1)電阻應(yīng)變片式測力儀

(2)壓電晶體測力儀

2．切削力實驗公式

Fc,Fp、Ff——各切削分力，單位為N；CFz、CFp、CFf——公式中系數(shù)，根據(jù)加工條件由實驗確定；xF、yF、nF——表示各因素對切削力的影響程度指數(shù)；KFc、KFp、KFf——不同加工條件對各切削分力的影響修正系數(shù)。

(3-6)3．單位切削力 單位切削力是切削單位切削層面積所產(chǎn)生的作用力。

(3-7)(3-8)4．切削功率主運動消耗的切削功率Pc(單位為kW)應(yīng)為：

Fc——切削力，單位為N；vc——切削速度，單位為m/min。Pc——切削功率，單位為kW。

四、影響切削力的因素

（一）切削用量的影響

1．背吃刀量ap與進給量fap↑→Ac成正比↑，kc不變，

ap的指數(shù)約等于1，因而

切削力成正比增加

f↑→Ac成正比↑，但kc略減小，f的指數(shù)小于1，因而

切削力增加但與f不成正比(68%~86%)如果從切削力和切削功率來考慮，加大進給量比加大切削深度有利。

1)在積屑瘤增長階段

隨v↑→積屑瘤高度↑變形程度↓，F(xiàn)↓2)在積屑瘤減小階段

v↑→

變形程度↑，F(xiàn)↑3)在無積屑瘤階段

隨v↑，F(xiàn)↑,v中速后，溫度升高，摩擦系數(shù)↓變形程度↓→F↓

2．切削速度vc速度v對F的影響在無積屑瘤階段，v↑→變形程度↓→切削力減?。ǘ┕ぜ牧系挠绊懀ㄏ禂?shù)CF或單位切削力kc體現(xiàn)）

工件材料的強度、硬度、塑性和韌性越大，切削力越大。加工脆性金屬時，因變形和摩擦均較小，故切削速度對切削力影響不大。

(三)刀具幾何參數(shù)影響

1.前角γ0加工塑性材料時，γ0↑→變形程度↓→F↓加工脆性材料時，切削變形很小，γ0對F

影響不顯著γ0＞30°γ0對F

影響不顯著影響切削力的因素二、工件材料:

強度、硬度↗力↗;脆性材料力小.也就是：工件材料的硬度、強度越高，切削力越大工件材料的塑性、韌性越高，切削力越大影響切削力的因素三、刀具幾何參數(shù)①前角的影響

：增大，切削力減小

,加工脆性金屬時，對切削力影響小。

②負倒棱的影響：增大

影響切削力的因素③主偏角的影響：kr

增加時

，F(xiàn)p減小，F(xiàn)f增大④刃傾角λs的影響（1）λs對Fc影響很?。?）λs對Fp、Ff影響較大

Fp隨λs增大而減小，

Ff隨λs增大而增大刃傾角負值越大，背向力越大（10-2~3%）⑤刀尖圓弧半徑rε的影響（1）rε對Fc影響很?。?）Fp隨rε增大而增大

Ff隨rε增大而減小rε增大相當于κr減小的影響1．刀具磨損刀具的切削刃及后刀面產(chǎn)生磨損后，會使切削時摩擦和擠壓加劇，故使切削力Fc和Fp增大。2．切削液 切削液潤滑作用越好，力減小越顯著，低速時更突出。

3．刀具材料各種刀具材料對切削力的影響，是通過刀具材料與工件之間的親和力、摩擦力和磨損等因素決定的。按立方氮化硼、陶瓷、涂層、硬質(zhì)合金、高速鋼順序，切削力依次增大。四、其它因素第三節(jié)切削熱與切削溫度一、切削熱的來源與傳散

切削熱和由它產(chǎn)生的切削溫度，會使加工工藝系統(tǒng)產(chǎn)生熱變形，不但影響刀具的磨損和耐用度，而且影響工件的加工精度和表面質(zhì)量。因此，研究切削熱和切削溫度的產(chǎn)生及其變化規(guī)律有很重要的意義。切削層金屬發(fā)生彈性變形和塑性變形

切屑與前刀面、工件與后刀面間消耗的摩擦功

1、來源（3-10）

由于切削層金屬的彈性變形、塑性變形以及摩擦而產(chǎn)生的熱，稱為切削熱。

被切削的金屬在刀具的作用下，發(fā)生彈性和塑性變形而耗功，這是切削熱的一個重要來源。此外，切屑與前刀面、工件與后刀面之間的摩擦也要耗功，也產(chǎn)生出大量的熱量。來源變形摩擦因此，切削時共有三個發(fā)熱區(qū)域，即剪切面、切屑與前刀面接觸區(qū)、后刀面與過渡表面接觸區(qū)，如圖示，三個發(fā)熱區(qū)與三個變形區(qū)相對應(yīng)。所以，切削熱的來源就是切屑變形功和前、后刀面的摩擦功。2、切削熱的傳出Q切削熱Qt刀具Qw工件Qc切屑Qm介質(zhì)Q屑占50％～86％、Q刀占10％～40％、Q工占3％～9％、Q介占l％

不用切削液時，切削熱的70%~80%由切屑帶走，20%~15%傳入工件，10%~5%傳入刀具，1%左右傳入空氣。鉆削時，切屑28%、工件52%、刀具15%、介質(zhì)5%。二、切削溫度測定原理與切削溫度分布（一）切削溫度測定原理

1．自然熱電偶法

2、人工熱電偶法(二)切削溫度分布

1)刀-屑接觸面間摩擦大，熱量不易傳散，故溫度值最高

溫度分布規(guī)律

2)切削區(qū)域的最高溫度點在前面上近切削刃處，在離切削刃1mm處的最高溫度約900℃，因為在該處熱量集中，壓力高。在后面上離切削刃約0.3mm處的最高溫度為700℃；3)切屑帶走熱量最多，切屑上平均溫度高于刀具和工件上的平均溫度，因切屑剪切面上塑性變形嚴重，其上各點剪切變形功大致相同。各點溫度值也較接近。工件切削層中最高溫度在近切削刃處，它的平均溫度較刀具上最高溫度點低2～3倍。切削溫度的分布4）剪切面上各點溫度幾乎相同。

5）前刀面和后刀面上的最高溫度都不在刀刃上，而是在離刀刃有一定距離的地方。

6）在剪切區(qū)域中，垂直剪切面方向上的溫度梯度很大。

7）在切屑靠近前刀面的一層（簡稱底層）上溫度梯度很大，離前刀面0.1—0.2mm，溫度就可能下降一半。

三、影響切削溫度的因素

1．切削用量1）切削速度

切削速度

切削溫度

增加最顯著，但不成正比的增加（30%）2）進給量

進給量的增大

，切削溫度上升，但切削溫度隨進給量增大而升高的幅度不如切削速度那樣顯著。（18%）3）切削深度

雖然隨著切削深度的增加，切削溫度也有所增加，但是切削深度ap對切削溫度的影響很小

。（7~8%）2．工件材料強度硬度、塑性和韌性越大，切削力越大，切削溫度升高。熱導熱率大，散熱快，溫度下降3．刀具幾何參數(shù)

1）前角γo

的影響γo↑→變形程度↓→摩擦熱↓→θ↓但γo

＞20°時，因散熱面積↓，對θ的影響減小2）主偏角κr的影響κr↑，切削刃工作長度↓刀尖角減小↓，散熱面積↓→θ↑3）刀尖圓弧半徑、負倒棱的影響rε↑、bγ↑切屑變形程度↑→切削熱

↑同時散熱條件改善，兩者趨于平衡，對θ影響很小4．切削液

澆切削液對切削溫度↓刀具磨損↓加工質(zhì)量↑有明顯效果。熱導率比熱容和流量越大，本身溫度越低冷卻效果越顯著。從導熱性能來看，油類切削液不如乳化液，乳化液不如水基切削液。第四節(jié)刀具磨損與刀具壽命一、刀具磨損

(一)刀具磨損形式

磨損（正常工作時逐漸產(chǎn)生的損耗）破損（突發(fā)的破壞，隨機的）1．正常磨損

(1)前面磨損切塑性材料，切削速度

和切削厚度較大時，在前刀面上形成月牙洼磨損，

以最大深度KT表示(2)主后面磨損切鑄鐵或切削速度

和切削厚度較小切塑性材料時，主要發(fā)生這種磨損,而不產(chǎn)生月牙洼磨損。后刀面磨損帶不均勻，刀尖部分磨損嚴重，最大值為VC；中間部位磨損較均勻，平均磨損寬度以VB表示；邊界處磨損嚴重，以VN表示。(3)副后面磨損在切削過程中因副后角αo′及副偏角κr′過小，致使副后面受到嚴重摩擦而產(chǎn)生磨損。

2．非正常磨損（破損）

(1)溝槽磨損

因刀具材料耐磨性不夠，或加工材料表面有硬質(zhì)點摩擦等所致。

(2)切削刃細小缺口(3)塑性變形

是由于刀片硬度高、脆性增大、切削刃鋒利使強度變差、斷續(xù)切削或切屑碰壞造成的。

切削溫度過高和切削壓力過大，刀頭強度和硬度降低。尤其在高速鋼刀具上較易出現(xiàn)。(4)切削刃崩裂在切削刃和前刀面上受較大沖擊力作用、背吃刀量ap和進給量f過大使切削力增大，中間切人使主、副切削刃均受切削力作用，刀具前角大和強度低等情況(5)切削刃剝落

(6)熱裂

常發(fā)生在硬度高、脆性大的陶瓷刀具上。并在壓力和摩擦力較大情況下易產(chǎn)生。

由熱循環(huán)使材料疲勞，或因間斷切削和切削液澆注不均勻使切削溫度驟變，易引起前、后刀面上出現(xiàn)細微裂紋。(二)磨損過程和磨損標準(磨損判據(jù))

1．磨損過程曲線

1）初期磨損階段與刀具刃磨質(zhì)量有關(guān)2）正常磨損階段

VB與切削時間近似正比斜率表示磨損強度3）急劇磨損階段切削力、溫度急升，刀具磨損加劇，之前換刀2．磨損標準 刀具磨損到一定限度后就不能繼續(xù)使用，這個磨損限度稱為磨鈍標準。正常磨損VB=0.3mm后面：非正常磨損

VBmax=0.6mm前面：KT=(0.06+0.3f)mm

以1/2背吃刀量處后刀面平均磨損寬度VB為刀具磨鈍標準(三)刀具磨損原因切削過程中的刀具磨損具有下列特點：

(1)刀具與切屑、工件間的接觸表面經(jīng)常是新鮮表面。

(2)接觸壓力非常大，有時超過被切削材料的屈服強度。

(3)接觸表面的溫度很高，對于硬質(zhì)合金刀具可達800～1000℃，對于高速鋼刀具可達800～600℃。1．磨粒磨損（磨料磨損）切屑或工件表面上的硬質(zhì)點（碳化物、氧化物等）對刀具表面刻劃作用造成的機械磨損。低速切削時，磨料磨損是刀具磨損的主要原因2．相變磨損:＞9000C刀具在較高速度切削時，由于切削溫度升高，使刀具材料產(chǎn)生相變，硬度降低，若繼續(xù)切削，會引起前面塌陷和切削刃卷曲的“塑性變形”,3．粘結(jié)磨損

刀具與切屑、工件間存在高溫高壓和強烈摩擦，達到原子間結(jié)合而產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象，又稱為冷焊。相對運動使粘接點破裂而被工件材料帶走，造成粘結(jié)磨損。

在高速鋼刀具的正常工作速度和硬質(zhì)合金刀具偏低的工作速度下比較嚴重

4．擴散磨損:（800-9000C）

擴散磨損是在高溫作用下，使工件與刀具材料中合金元素相互擴散置換造成的。切削溫度越高擴散越快；刀體材料親合力越大擴散越快；高速切削時擴散磨損是刀具磨損的主要原因。

5．氧化磨損

一定溫度下，刀材與空氣中的氧起化學作用，生成較