刀具失效分析 (ISO) 250
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教学内容
主要和次生失效模式 后刀面磨损（磨蚀） 后刀面磨损形态 确立作业条件 后刀面崩刃 Copyright © 2011 Tooling U, LLC. All Rights Reserved.前刀面崩刃 前刀面积屑瘤 后刀面积屑瘤
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教学内容
主要和次生失效模式 后刀面磨损（磨蚀） 后刀面磨损形态 确立作业条件 后刀面崩刃 前刀面崩刃 前刀面积屑瘤 后刀面积屑瘤 热裂纹
月牙洼磨损（扩散） 热变形
切深处破损 断裂 小结
Lesson: 1/15
教学内容
标准的金属切削作业是一种损耗过程，其会产生明显的切削力并产生大量的热。磨损、机械力量，以及过多的热 量会导致切削刃受到磨蚀并最终造成刀具失效。刀具很少因为单独某种机理而失效。通常情况下，是多种失效机理同时在金属切削过程中起作用。
在金属切削应用中重要的一点是延长刀具寿命，这就需要对刀具失效进行准确的分析。经验丰富的刀具技师会随时间推移的变化观察刀具失效，以确定正在发生哪些类型的失效。有效的失效分析可以让使用者识别和控制各种失效机理，以最大限度地延长刀具寿命。但是，错误的诊断或错误的控制措施的应用可能会使情况恶化，并进一步损坏刀具。
本课程涵盖了 10 种常见的刀具失效机理及其原因。你还将学习如何正确地识别失效机理，以及如何采取相应的纠 正措施以延长刀具寿命。
图 1. 此设备可让技工检查刀片磨损，并确定失效机理的类型。
Lesson: 2/15
主要和次生失效模式
十大常见的刀具失效起因可分为两大类。八种主要失效模式有其可辨识的原因和纠正措施，而另两种次生失效模式是由一种或多种主要失效模式所造成的。根据失效类型的不同，刀具磨损发生在切削刃、后刀面和或前刀面。图1 列出了这十大失效机理： 1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.
后刀面磨损是指在切削刃下方并与其紧挨着的刀具后刀面的磨蚀损耗。 后刀面崩刃是指细小颗粒从切削刃处剥落。
前刀面崩刃是指细小颗粒从切削刃附近的刀具前刀面处剥落。 前刀面积屑瘤是指刀具前刀面上工件材料的压接和积聚。
后刀面积屑瘤是指切削刃下方刀具后刀面上工件材料的压接和积聚。
热疲劳是指由于温度急剧变化而导致的，在切削刃直角方向产生的细小裂纹。 月牙洼磨损是指由于侵蚀和与积屑瘤发生化学反应而导致的前刀面凹陷的形成。 热变形是指由于极端的温度和压力而导致的刀具形状发生的永久性改变。
切深处破损是指一种次生失效模式，表现为在切削深度线处出现一个 V 形缺口。 断裂是一种次生失效模式，表现为由于大块剥落而导致的刀具损毁性失效。
Copyright © 2011 Tooling U, LLC. All Rights Reserved.后刀面磨损是唯一正常可接受的失效机理。其他类型的刀具失效会导致刀具寿命难以预料地缩短和减少。我们的目标是采取相应的控制措施，使刀具的寿命只受后刀面磨损的。
Lesson: 1/15
教学内容
标准的金属切削作业是一种损耗过程，其会产生明显的切削力并产生大量的热。磨损、机械力量，以及过多的热 量会导致切削刃受到磨蚀并最终造成刀具失效。刀具很少因为单独某种机理而失效。通常情况下，是多种失效机理同时在金属切削过程中起作用。
在金属切削应用中重要的一点是延长刀具寿命，这就需要对刀具失效进行准确的分析。经验丰富的刀具技师会随时间推移的变化观察刀具失效，以确定正在发生哪些类型的失效。有效的失效分析可以让使用者识别和控制各种失效机理，以最大限度地延长刀具寿命。但是，错误的诊断或错误的控制措施的应用可能会使情况恶化，并进一步损坏刀具。
本课程涵盖了 10 种常见的刀具失效机理及其原因。你还将学习如何正确地识别失效机理，以及如何采取相应的纠 正措施以延长刀具寿命。
Lesson: 2/15
主要和次生失效模式
十大常见的刀具失效起因可分为两大类。八种主要失效模式有其可辨识的原因和纠正措施，而另两种次生失效模式是由一种或多种主要失效模式所造成的。根据失效类型的不同，刀具磨损发生在切削刃、后刀面和或前刀面。图1 列出了这十大失效机理： 1.后刀面磨损是指在切削刃下方并与其紧挨着的刀具后刀面的磨蚀损耗。 2.后刀面崩刃是指细小颗粒从切削刃处剥落。
3.前刀面崩刃是指细小颗粒从切削刃附近的刀具前刀面处剥落。 4.前刀面积屑瘤是指刀具前刀面上工件材料的压接和积聚。
5.后刀面积屑瘤是指切削刃下方刀具后刀面上工件材料的压接和积聚。
6.热疲劳是指由于温度急剧变化而导致的，在切削刃直角方向产生的细小裂纹。 7.月牙洼磨损是指由于侵蚀和与积屑瘤发生化学反应而导致的前刀面凹陷的形成。 8.热变形是指由于极端的温度和压力而导致的刀具形状发生的永久性改变。
9.切深处破损是指一种次生失效模式，表现为在切削深度线处出现一个 V 形缺口。 10.
断裂是一种次生失效模式，表现为由于大块剥落而导致的刀具损毁性失效。
后刀面磨损是唯一正常可接受的失效机理。其他类型的刀具失效会导致刀具寿命难以预料地缩短和减少。我们的目标是采取相应的控制措施，使刀具的寿命只受后刀面磨损的。
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图 1. 此设备可让技工检查刀片磨损，并确定失效机理的类型。
图 1. 10 种常见失效机理，分为八个主要失效模式和两种次生失效模式。
Lesson: 2/15
主要和次生失效模式
十大常见的刀具失效起因可分为两大类。八种主要失效模式有其可辨识的原因和纠正措施，而另两种次生失效模式是由一种或多种主要失效模式所造成的。根据失效类型的不同，刀具磨损发生在切削刃、后刀面和或前刀面。图1 列出了这十大失效机理： 1.后刀面磨损是指在切削刃下方并与其紧挨着的刀具后刀面的磨蚀损耗。 2.后刀面崩刃是指细小颗粒从切削刃处剥落。
3.前刀面崩刃是指细小颗粒从切削刃附近的刀具前刀面处剥落。 4.前刀面积屑瘤是指刀具前刀面上工件材料的压接和积聚。
5.后刀面积屑瘤是指切削刃下方刀具后刀面上工件材料的压接和积聚。
6.热疲劳是指由于温度急剧变化而导致的，在切削刃直角方向产生的细小裂纹。 7.月牙洼磨损是指由于侵蚀和与积屑瘤发生化学反应而导致的前刀面凹陷的形成。 8.热变形是指由于极端的温度和压力而导致的刀具形状发生的永久性改变。
9.切深处破损是指一种次生失效模式，表现为在切削深度线处出现一个 V 形缺口。 10.
断裂是一种次生失效模式，表现为由于大块剥落而导致的刀具损毁性失效。
后刀面磨损是唯一正常可接受的失效机理。其他类型的刀具失效会导致刀具寿命难以预料地缩短和减少。我们的目标是采取相应的控制措施，使刀具的寿命只受后刀面磨损的。
Lesson: 3/15
后刀面磨损（磨蚀）
我们更愿意遇到的刀具失效形式是后刀面磨损。由于在切削作业期间，工件与切削刃后之间存在相互作用，所以会逐渐产生后刀面磨损。这种相互作用渐渐地磨蚀掉刀具后刀面的缓冲区域。后刀面缓冲区磨掉的地方被称磨损带。
后刀面磨损使刀具寿命相对最长并且是最能够得到预测的。最终，磨损带会发展到刀具失效的状态。工件材料、所需的工件公差以及表面光洁度、机床刚度和切削刃强度都决定了后刀面磨损到什么程度时是不再可接受的。
粗切削和精切削到什么程度时就不再可接受。在一些粗切削作业中，可以允许最多 Copyright © 2011 Tooling U, LLC. All Rights Reserved.都有一个具体的允许的磨损带限度。对于粗切削而言，切削刃强度和可用马力决定了磨损带发展10% 的切削刃厚度的磨损带。与此相反，精切削因零件尺寸或表面光洁度而对磨损带进行。刀具往往在达到较小的磨损带后就需要更换。
图 1. 10 种常见失效机理，分为八个主要失效模式和两种次生失效模式。
图 2. 刀片的切削刃 (2)、后刀面 (3) 和前刀面 (1) 都会遇到各种失效形式。
Lesson: 3/15
后刀面磨损（磨蚀）
我们更愿意遇到的刀具失效形式是后刀面磨损。由于在切削作业期间，工件与切削刃后之间存在相互作用，所以会
逐渐产生后刀面磨损。这种相互作用渐渐地磨蚀掉刀具后刀面的缓冲区域。后刀面缓冲区磨掉的地方被称磨损带。
后刀面磨损使刀具寿命相对最长并且是最能够得到预测的。最终，磨损带会发展到刀具失效的状态。工件材料、所需的工件公差以及表面光洁度、机床刚度和切削刃强度都决定了后刀面磨损到什么程度时是不再可接受的。
粗切削和精切削都有一个具体的允许的磨损带限度。对于粗切削而言，切削刃强度和可用马力决定了磨损带发展到什么程度时就不再可接受。在一些粗切削作业中，可以允许最多 10% 的切削刃厚度的磨损带。与此相反，精切削因零件尺寸或表面光洁度而对磨损带进行。刀具往往在达到较小的磨损带后就需要更换。
Lesson: 4/15
后刀面磨损形态
后刀面磨损的优点是，它遵循一个可预测的磨损形态而发展。正如你在图 1 中看到的，随着时间的推移后刀面磨损率曲线图呈现一条 S 形曲线。这条 S 形曲线分为三个不同的区域，每个区域描述一个具体的后刀面磨损率。
刀具在切削中正常时属于 \"A\" 区，并且是一个快速磨损区。切削之前的刃口预处理，会减少刀具在 A 区的时长。但是刃口预处理过度会导致可用的刀具寿命的缩短。
\"B\" 区构成了切削中的主要时间段，并且产生一个直线上升的趋势。将表面切削速度控制在工件材料的牌号范围内将会延长该区域。\"B\" 区的均匀性和可预测性可以预知刀具寿命。
当后刀面磨损带宽度增至足以引发热量和压力的增加时，就会发生 \"C\" 区的情况，这反过来会引起导致断裂的机械失效或热失效。可用的切削刃寿命横跨 \"A\" 区和 \"B\" 区。在发展到 \"C\" 区之前，切削刃应当进行更换。这种做法将降低断裂失效模式的发生率。
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图 1. 后刀面磨损 (1) 会导致一个扁平磨损带的发展形成。
图 2. 增大的磨损带 (1) 会减小后刀面缓冲区域 (2) 的大小。
图 1. 三个区域的曲线图，反映出随切削时间推移 (2) 的后刀面磨损程度 (1)。
Lesson: 4/15
后刀面磨损形态
后刀面磨损的优点是，它遵循一个可预测的磨损形态而发展。正如你在图 1 中看到的，随着时间的推移后刀面磨损率曲线图呈现一条 S 形曲线。这条 S 形曲线分为三个不同的区域，每个区域描述一个具体的后刀面磨损率。
刀具在切削中正常时属于 \"A\" 区，并且是一个快速磨损区。切削之前的刃口预处理，会减少刀具在 A 区的时长。但是刃口预处理过度会导致可用的刀具寿命的缩短。
\"B\" 区构成了切削中的主要时间段，并且产生一个直线上升的趋势。将表面切削速度控制在工件材料的牌号范围内将会延长该区域。\"B\" 区的均匀性和可预测性可以预知刀具寿命。
当后刀面磨损带宽度增至足以引发热量和压力的增加时，就会发生 \"C\" 区的情况，这反过来会引起导致断裂的机械失效或热失效。可用的切削刃寿命横跨 \"A\" 区和 \"B\" 区。在发展到 \"C\" 区之前，切削刃应当进行更换。这种做法将降低断裂失效模式的发生率。
Lesson: 5/15
确立作业条件
为了延长刀具寿命，你可以通过调整作业条件，例如表面切削速度、进给速度和切削深度，来控制刀具在 B 区维持时间的长短。在正常的后刀面磨损中，如果加重作业条件负担，其结果是增加热量和摩擦并缩短刀具寿命。减轻作业条件负担会延迟刀具寿命。但是，正如你在图 1 中看到的，每一种作业条件会在不同程度上影响刀具的寿命：
l
切削深度对刀具寿命的影响最小，应始终在作业中最大化。
lCopyright © 2011 Tooling U, LLC. All Rights Reserved.进给速度按 1:1 的比率影响刀具寿命，由于进给的变化会导致刀具寿命的变化（增加进给10% 会降低刀具寿命10%）。建议在作业范围内最大化进给速度。
l表面切削速度对刀具寿命影响最大。速度以 1:2 的比率影响刀具寿命，切削速度的变化会引起刀具寿命的变化（切削速度增加 10% 会降低刀具寿命20%）。切削速度应在最大化调整进给速度和切削深度后，用于调
图 1. 三个区域的曲线图，反映出随切削时间推移 (2) 的后刀面磨损程度 (1)。
图 2. 在 B 区，刀片上的磨损带 (1) 以可预测的速度形成。
图 3. 如果磨损率进入 C 区域，那么会有刀具突然断裂的风险。
Lesson: 5/15
确立作业条件
为了延长刀具寿命，你可以通过调整作业条件，例如表面切削速度、进给速度和切削深度，来控制刀具在 B 区维持时间的长短。在正常的后刀面磨损中，如果加重作业条件负担，其结果是增加热量和摩擦并缩短刀具寿命。减轻作业条件负担会延迟刀具寿命。但是，正如你在图 1 中看到的，每一种作业条件会在不同程度上影响刀具的寿命：
ll
l
切削深度对刀具寿命的影响最小，应始终在作业中最大化。
进给速度按 1:1 的比率影响刀具寿命，由于进给的变化会导致刀具寿命的变化（增加进给10% 会降低刀具寿命10%）。建议在作业范围内最大化进给速度。
表面切削速度对刀具寿命影响最大。速度以 1:2 的比率影响刀具寿命，切削速度的变化会引起刀具寿命的变化（切削速度增加 10% 会降低刀具寿命20%）。切削速度应在最大化调整进给速度和切削深度后，用于调 整刀具寿命。 图 1. 每种作业条件对刀具磨损具有特定的影响，并且
有各种选择的参考依据。
刀具材料的每种牌号都有一个针对每种特定工件材料的切削速度的范围。比推荐范围更高的切削速度将引发后刀面磨损以外的其他失效机理。在确立作业条件时，你应该遵循三个基本步骤：
1.选择尽可能最深的切削深度。 2.选择尽可能最高的进给速度。
3.选择表面切削速度的标准是需要综合考虑生产效率，生产成本与刀具寿命之间的关系。 图 1. 每种作业条件
对刀具磨损具有特定的影响，并且有各种选择的参考依据。
Lesson: 6/15
后刀面崩刃
后刀面崩刃是指，在切削刃小颗粒剥落而非被后刀面磨损磨蚀时，发生的一种机械失效。在后刀面剥落中，切削刃 前刀面上的机械力超出了切削刃的横向断裂强度。这些力渗透到垂直于前刀面的切削刃，并且产生相对于后刀面更大的切屑。你可以通过观察前刀面和后刀面的切屑大小，来分辨前后刀面剥落。图 1 是刀具后刀面剥落大小的情况。
后刀面剥落发生在有冲击负载变化的作业中，例如断续切削。这种切屑在开始时可能是细微剥落，但由于切削刃效率的损失，这一进程会变快。这会导致刀具寿命的大幅缩短。后刀面剥落往往是工件状况不稳定的结果，例如刀柄或镗杆过长或者工件支撑不足的结果。铸件或锻件的加工也能导致切削深度线处崩刃，这会引发切削深度线缺口的次生失效模式。
你可以采取一定的控制措施，以消除后刀面剥落并回到后刀面磨损上来。
控制后刀面崩刃的措施：
lllll
将刀柄和镗刀伸出长度降低至其最小值。
选择具有较大的负面前角的刀具。 使用刃口倒圆或者是倒棱的刀具。 为刀具选择更坚韧的切削刃材料。 降低进给速度。
图 1. 产生的崩刃在后刀面面积大于其在前刀面的面积。
Lesson: 7/15
前刀面崩刃
崩刃还可以出现于刀具的前刀面。当工件和切削刃之间的空隙不足时，会发生前刀面崩刃。当对加工硬化材料进行切削或精加工时尤为如此。前刀面剥落最明显的特征是后刀面发生细小剥落而前刀面上发生较大的分层剥落。图1 和图 2 是其在各个位置出现的情况。
各种工件材料都需要在切削刃下方留有特定的间隙量。钛和镍基合金等某些材料在切削后会产生材料回弹。这种回弹可能会超出刀具的后角并在刀具的后刀面和工件之间产生摩擦。这种摩擦会造成磨光效果，可能会导致工件的加工硬化。间隙不足会增大刀具和工件之间的接触，这使得热量会传导至刀具切削刃下方的后刀面上。后刀面接触所Copyright © 2011 Tooling U, LLC. All Rights Reserved.
产生的径向力和多余热量的共同作用下，会导致热膨胀，因而直接导致前刀面膨胀高于接触点，产生前刀面崩刃。
Lesson: 6/15
后刀面崩刃
后刀面崩刃是指，在切削刃小颗粒剥落而非被后刀面磨损磨蚀时，发生的一种机械失效。在后刀面剥落中，切削刃 前刀面上的机械力超出了切削刃的横向断裂强度。这些力渗透到垂直于前刀面的切削刃，并且产生相对于后刀面更大的切屑。你可以通过观察前刀面和后刀面的切屑大小，来分辨前后刀面剥落。图 1 是刀具后刀面剥落大小的情况。
后刀面剥落发生在有冲击负载变化的作业中，例如断续切削。这种切屑在开始时可能是细微剥落，但由于切削刃效率的损失，这一进程会变快。这会导致刀具寿命的大幅缩短。后刀面剥落往往是工件状况不稳定的结果，例如刀柄或镗杆过长或者工件支撑不足的结果。铸件或锻件的加工也能导致切削深度线处崩刃，这会引发切削深度线缺口的次生失效模式。
你可以采取一定的控制措施，以消除后刀面剥落并回到后刀面磨损上来。
控制后刀面崩刃的措施： l将刀柄和镗刀伸出长度降低至其最小值。
l选择具有较大的负面前角的刀具。 l使用刃口倒圆或者是倒棱的刀具。 l为刀具选择更坚韧的切削刃材料。 l
降低进给速度。
Lesson: 7/15
前刀面崩刃
崩刃还可以出现于刀具的前刀面。当工件和切削刃之间的空隙不足时，会发生前刀面崩刃。当对加工硬化材料进行切削或精加工时尤为如此。前刀面剥落最明显的特征是后刀面发生细小剥落而前刀面上发生较大的分层剥落。图1 和图 2 是其在各个位置出现的情况。
各种工件材料都需要在切削刃下方留有特定的间隙量。钛和镍基合金等某些材料在切削后会产生材料回弹。这种回弹可能会超出刀具的后角并在刀具的后刀面和工件之间产生摩擦。这种摩擦会造成磨光效果，可能会导致工件的加工硬化。间隙不足会增大刀具和工件之间的接触，这使得热量会传导至刀具切削刃下方的后刀面上。后刀面接触所产生的径向力和多余热量的共同作用下，会导致热膨胀，因而直接导致前刀面膨胀高于接触点，产生前刀面崩刃。
前刀面剥落也可能因超出切屑负载的刃口预处理所导致。切屑负载应始终等于或大于刃口预处理。例如，带 0.08 mm 倒圆的切削刃刃口倒圆 0.05 mm/Rev 的进给速度，会使进给显得不足。进给速度不足会减小间隙并产生磨光或摩擦影响。这会产生下面的负面影响：热量增加，前刀面热膨胀，前刀面崩刃。
前刀面崩刃的控制措施：
l增加刀具和工件之间的间隙。 l减小刃口倒圆尺寸。 l
提高进给速度。
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图 1. 产生的崩刃在后刀面面积大于其在前刀面的面积。
图 1. 前刀面崩刃在刀具前刀面上产生最大尺寸的崩刃 (1)。
图 2. 前刀面崩刃也会导致刀具后刀面细小的崩刃。
图 3. 相对于刃口倒圆尺寸，切屑负载不足会在整个切
Lesson: 7/15
前刀面崩刃
崩刃还可以出现于刀具的前刀面。当工件和切削刃之间的空隙不足时，会发生前刀面崩刃。当对加工硬化材料进行切削或精加工时尤为如此。前刀面剥落最明显的特征是后刀面发生细小剥落而前刀面上发生较大的分层剥落。图1 和图 2 是其在各个位置出现的情况。
各种工件材料都需要在切削刃下方留有特定的间隙量。钛和镍基合金等某些材料在切削后会产生材料回弹。这种回弹可能会超出刀具的后角并在刀具的后刀面和工件之间产生摩擦。这种摩擦会造成磨光效果，可能会导致工件的加工硬化。间隙不足会增大刀具和工件之间的接触，这使得热量会传导至刀具切削刃下方的后刀面上。后刀面接触所产生的径向力和多余热量的共同作用下，会导致热膨胀，因而直接导致前刀面膨胀高于接触点，产生前刀面崩刃。
前刀面剥落也可能因超出切屑负载的刃口预处理所导致。切屑负载应始终等于或大于刃口预处理。例如，带 0.08 mm 倒圆的切削刃刃口倒圆 0.05 mm/Rev 的进给速度，会使进给显得不足。进给速度不足会减小间隙并产生磨光或摩擦影响。这会产生下面的负面影响：热量增加，前刀面热膨胀，前刀面崩刃。
前刀面崩刃的控制措施：
l增加刀具和工件之间的间隙。 l减小刃口倒圆尺寸。 l
提高进给速度。
Lesson: 8/15
前刀面积屑瘤
某些工件材料可能会在切屑和切削刃之间产生前刀面积屑瘤。正如你在图 1 中看到的，当工件材料的连续层压接
到切削刃上时会发生积屑瘤。积屑瘤是一个动态的结构。换句话说，切削过程中积屑瘤的切面不断剥落并重新附着。
积屑瘤是由刀具材料、工件材料、切削力和温度共同作用的结果。某些工件材料，例如非常有韧性的钢材，比其他材料更容易被压接。前刀面积屑瘤也往往在低加工温度和切削速度相对缓慢的情况下有所发生。发生前刀面积屑瘤的实际速度取决于被加工的材料。如果你是对加工硬化材料进行加工，例如奥氏体不锈钢，那么前刀面积屑瘤可导致在切深处迅速积聚，从而造成切深处破损这种次生失效模式。
消除前刀面积屑瘤的关键在于达到更高的切削温度或增加润滑性。前刀面积屑瘤的控制措施：
l增加表面切削速度。
l确保冷却液的正确应用。
l
选择带有物理气相沉积 (PVD) 涂层的刀具。
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图 1. 前刀面崩刃在刀具前刀面上产生最大尺寸的崩刃 (1)。
图 2. 前刀面崩刃也会导致刀具后刀面细小的崩刃。
图 3. 相对于刃口倒圆尺寸，切屑负载不足会在整个切削刃产生径向力 (1)，这会在刀刃积聚热量并导致切削刃热膨胀。
图 1. 前刀面积屑瘤由工件材料的连续层构成。
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前刀面积屑瘤
某些工件材料可能会在切屑和切削刃之间产生前刀面积屑瘤。正如你在图 1 中看到的，当工件材料的连续层压接
到切削刃上时会发生积屑瘤。积屑瘤是一个动态的结构。换句话说，切削过程中积屑瘤的切面不断剥落并重新附着。
积屑瘤是由刀具材料、工件材料、切削力和温度共同作用的结果。某些工件材料，例如非常有韧性的钢材，比其他材料更容易被压接。前刀面积屑瘤也往往在低加工温度和切削速度相对缓慢的情况下有所发生。发生前刀面积屑瘤的实际速度取决于被加工的材料。如果你是对加工硬化材料进行加工，例如奥氏体不锈钢，那么前刀面积屑瘤可导致在切深处迅速积聚，从而造成切深处破损这种次生失效模式。
消除前刀面积屑瘤的关键在于达到更高的切削温度或增加润滑性。前刀面积屑瘤的控制措施：
l增加表面切削速度。
l确保冷却液的正确应用。
l
选择带有物理气相沉积 (PVD) 涂层的刀具。
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后刀面积屑瘤
积屑瘤也可能在刀具切削刃下方的后刀面产生。图 1 是积屑瘤在刀具上出现的位置。后刀面积屑瘤最有可能在切
削较软的铝、铜、塑料等材料时发生。像前刀面崩刃一样，后刀面积屑瘤也是因工件和刀具之间的间隙不足而造成。但是，后刀面积屑瘤与不同的工件材料有关联。
每种工件材料都要求有足够的间隙量。某些工件材料，如铝、铜和塑料，在切削后会产生回弹。回弹可导致刀具和工件之间的摩擦，进而导致别加工材料粘接在切削刃后刀面。
后刀面积屑瘤也可能由切屑负载不足所导致。精加工作业中尤为如此。切屑负载应等于或大于切削刃倒圆。如果切屑负载过轻，刀具和工件之间的间隙会减少，并对切削刃产生磨光或摩擦作用。这可能导致后刀面倒圆附近的较低边缘上的细微积屑瘤。
消除后刀面积屑瘤的控制措施：
l增大刀具的主后角。
l提高进给速度 (IPT 或 IPR)。 l
减小用于刃口预处理的刃口倒圆。
Lesson: 10/15
热裂纹
温度在刀具寿命和刀具失效中有着重要的影响作用。正如你在图 1 中看到的，热裂纹是切削刃前刀面和后刀面开
裂的表现，其走向与切削刃成直角。裂纹从前刀面最热的点开始，通常是离切削刃有些许距离的地方，然后向前刀面延伸，在后刀面向上延伸。前刀面和后刀面的热裂纹最终连在一起导致切削刃后刀面崩刃。
热裂纹是由于温度的极端变化所导致的。如果作业涉及铣削等断续切削，那么切削刃会多次进入和退出工件材料。这会增加和减少刀具吸收的热量。温度反复变化会导致刀具表面层的膨胀和收缩，因为它们在切削中变热而在切削间隙又变冷。如果没有正确应用冷却液，那么冷却液实际上可能会造成更大的温度变化，加速热裂纹，并导致更快的刀具失效。
消除热裂纹失效的控制措施包括： l选择含有碳化钽 (TAC) 基材的切削材料。
l正确使用冷却液或者不使用。 l
选择更坚韧的切削刃材料。
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图 1. 前刀面积屑瘤由工件材料的连续层构成。
图 1. 刀具后刀面积屑瘤往往是较软的工件材料或间隙不足的表现。
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后刀面积屑瘤
积屑瘤也可能在刀具切削刃下方的后刀面产生。图 1 是积屑瘤在刀具上出现的位置。后刀面积屑瘤最有可能在切
削较软的铝、铜、塑料等材料时发生。像前刀面崩刃一样，后刀面积屑瘤也是因工件和刀具之间的间隙不足而造成。但是，后刀面积屑瘤与不同的工件材料有关联。
每种工件材料都要求有足够的间隙量。某些工件材料，如铝、铜和塑料，在切削后会产生回弹。回弹可导致刀具和工件之间的摩擦，进而导致别加工材料粘接在切削刃后刀面。
后刀面积屑瘤也可能由切屑负载不足所导致。精加工作业中尤为如此。切屑负载应等于或大于切削刃倒圆。如果切屑负载过轻，刀具和工件之间的间隙会减少，并对切削刃产生磨光或摩擦作用。这可能导致后刀面倒圆附近的较低 边缘上的细微积屑瘤。
消除后刀面积屑瘤的控制措施：
l增大刀具的主后角。
l提高进给速度 (IPT 或 IPR)。 l
减小用于刃口预处理的刃口倒圆。
Lesson: 10/15
热裂纹
温度在刀具寿命和刀具失效中有着重要的影响作用。正如你在图 1 中看到的，热裂纹是切削刃前刀面和后刀面开
裂的表现，其走向与切削刃成直角。裂纹从前刀面最热的点开始，通常是离切削刃有些许距离的地方，然后向前刀面延伸，在后刀面向上延伸。前刀面和后刀面的热裂纹最终连在一起导致切削刃后刀面崩刃。
热裂纹是由于温度的极端变化所导致的。如果作业涉及铣削等断续切削，那么切削刃会多次进入和退出工件材料。这会增加和减少刀具吸收的热量。温度反复变化会导致刀具表面层的膨胀和收缩，因为它们在切削中变热而在切削间隙又变冷。如果没有正确应用冷却液，那么冷却液实际上可能会造成更大的温度变化，加速热裂纹，并导致更快的刀具失效。
消除热裂纹失效的控制措施包括： l选择含有碳化钽 (TAC) 基材的切削材料。
l正确使用冷却液或者不使用。 l
选择更坚韧的切削刃材料。
Lesson: 11/15
月牙洼磨损（扩散）
高速切削钢材往往会在刀具前刀面形成凹坑，这通常与后刀面磨损最小化相关联。图 1 是一个月牙洼磨损的示
例。如果任其发展下去，这个凹坑会发展并扩大，直到它最终穿破切削刃并导致刃口断裂。月牙洼磨损常见于切削碳钢时。
月牙洼磨损的主要原因是切削刃材料的化学分解并且在热作用下会加速。其结果是碳原子从刀具材料扩散至切屑中。
扩散随切削温度的上升而加剧。高速切削碳钢通常会在刀具前刀面形成凹坑。
月牙洼磨损是最有可能发生于切削速度较高时。虽然硬度对于任何刀具都很重要，但刀具材料的硬度对月牙洼磨损过程的影响不大。
月牙洼磨损的控制措施包括：
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降低表面切削速度。
图 1. 刀具后刀面积屑瘤往往是较软的工件材料或间隙不足的表现。
图 1. 热疲劳表现为细小的裂纹和前刀面剥落。
Lesson: 10/15
热裂纹
温度在刀具寿命和刀具失效中有着重要的影响作用。正如你在图 1 中看到的，热裂纹是切削刃前刀面和后刀面开
裂的表现，其走向与切削刃成直角。裂纹从前刀面最热的点开始，通常是离切削刃有些许距离的地方，然后向前刀面延伸，在后刀面向上延伸。前刀面和后刀面的热裂纹最终连在一起导致切削刃后刀面崩刃。
热裂纹是由于温度的极端变化所导致的。如果作业涉及铣削等断续切削，那么切削刃会多次进入和退出工件材料。这会增加和减少刀具吸收的热量。温度反复变化会导致刀具表面层的膨胀和收缩，因为它们在切削中变热而在切削间隙又变冷。如果没有正确应用冷却液，那么冷却液实际上可能会造成更大的温度变化，加速热裂纹，并导致更快的刀具失效。
消除热裂纹失效的控制措施包括：
l选择含有碳化钽 (TAC) 基材的切削材料。
l正确使用冷却液或者不使用。 l
选择更坚韧的切削刃材料。
Lesson: 11/15
月牙洼磨损（扩散）
高速切削钢材往往会在刀具前刀面形成凹坑，这通常与后刀面磨损最小化相关联。图 1 是一个月牙洼磨损的示
例。如果任其发展下去，这个凹坑会发展并扩大，直到它最终穿破切削刃并导致刃口断裂。月牙洼磨损常见于切削碳钢时。
月牙洼磨损的主要原因是切削刃材料的化学分解并且在热作用下会加速。其结果是碳原子从刀具材料扩散至切屑中。
扩散随切削温度的上升而加剧。高速切削碳钢通常会在刀具前刀面形成凹坑。
月牙洼磨损是最有可能发生于切削速度较高时。虽然硬度对于任何刀具都很重要，但刀具材料的硬度对月牙洼磨损过程的影响不大。
月牙洼磨损的控制措施包括：
l降低表面切削速度。
l使用化学气相沉积 (CVD) 涂覆的刀具牌号。 l
选择碳化钛 (TIC) 切削刀具牌号。
Lesson: 12/15
热变形
热变形是由于过多的热量和压力所导致的切削刃扭曲。正如你在图 1 中看到的，该刀具在前刀面以及刀尖半径周
围出现下卷的现象。刀片也在前刀面后卷处隆起，第二个隆起直接位于刀具后刀面的卷曲处。如果任其发展，热变形会导致切削刃断裂。
热变形通常与合金钢的加工有关联，尤其常见于高速切削的精加工作业中。但是，与精加工作业相关的热变形，会因较轻的进给速度和较浅的切削深度，而又有所不同。这种类型的变形会造成与磨损带相同的情况，完全影响到整个刀具的刀尖半径。
热变形是由切削刃高温和高压共同作用的结果。过高的速度加上坚硬或坚韧的工件材料会产生足够的热量，使切削刃的热硬度发生改变。此外，过高的进给速度和切削深度共同作用产生出足够的力使软化的切削刃变形。 热变形的控制措施包括：
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降低表面切削速度。
图 1. 热疲劳表现为细小的裂纹和前刀面剥落。
图 1. 月牙洼磨损 (1) 表现为切削刃上方刀具前刀面的凹陷，凹坑会扩大直到发生凹坑穿破 (2)。
Lesson: 11/15
月牙洼磨损（扩散）
高速切削钢材往往会在刀具前刀面形成凹坑，这通常与后刀面磨损最小化相关联。图 1 是一个月牙洼磨损的示
例。如果任其发展下去，这个凹坑会发展并扩大，直到它最终穿破切削刃并导致刃口断裂。月牙洼磨损常见于切削碳钢时。
月牙洼磨损的主要原因是切削刃材料的化学分解并且在热作用下会加速。其结果是碳原子从刀具材料扩散至切屑中。
扩散随切削温度的上升而加剧。高速切削碳钢通常会在刀具前刀面形成凹坑。
月牙洼磨损是最有可能发生于切削速度较高时。虽然硬度对于任何刀具都很重要，但刀具材料的硬度对月牙洼磨损 过程的影响不大。
月牙洼磨损的控制措施包括：
l降低表面切削速度。
l使用化学气相沉积 (CVD) 涂覆的刀具牌号。 l
选择碳化钛 (TIC) 切削刀具牌号。
Lesson: 12/15
热变形
热变形是由于过多的热量和压力所导致的切削刃扭曲。正如你在图 1 中看到的，该刀具在前刀面以及刀尖半径周
围出现下卷的现象。刀片也在前刀面后卷处隆起，第二个隆起直接位于刀具后刀面的卷曲处。如果任其发展，热变形会导致切削刃断裂。
热变形通常与合金钢的加工有关联，尤其常见于高速切削的精加工作业中。但是，与精加工作业相关的热变形，会因较轻的进给速度和较浅的切削深度，而又有所不同。这种类型的变形会造成与磨损带相同的情况，完全影响到整个刀具的刀尖半径。
热变形是由切削刃高温和高压共同作用的结果。过高的速度加上坚硬或坚韧的工件材料会产生足够的热量，使切削刃的热硬度发生改变。此外，过高的进给速度和切削深度共同作用产生出足够的力使软化的切削刃变形。
热变形的控制措施包括：
l降低表面切削速度。
l使用 CVD 涂覆的刀具牌号。 l
选择碳化钽 (TaC) 刀具牌号。
Lesson: 13/15
切深处破损
如果任由主要失效模式发展，最终会导致次生失效模式，例如切深处破损 。切深处破损是一个 V 形缺口，出现于切削刃上的切削深度线处，其形成原因有热作用、化学作用和机械作用。图 1 是缺口位置的图例。刀片的后刀面和前刀面都可能会受到影响。为了消除切深处破损，必须在采取控制措施之前正确判别导致其发生的主要失效机理。
加速的局部后刀面磨损可能导致破损的形成。由于铸造、锻造或热处理，有些工件可能有外部锈层，这主要是由氧化物组成并且通常很坚硬。加工过程中，该坚硬的外层会导致加速磨损，并在切深处形成缺口。如果加速的后刀面磨损是其原因，那么你可以通过降低表面切削速度，降低进给速度，以及通过使用 CVD 涂覆的刀具材料牌号来控制破损的形成。
另一个破损形成的原因是局部化的后刀面剥落。某些工件材料含有硬质点或不规则表面。对切削刃的影响与断续切削的情况相同。如果局部化的后刀面剥落是主要失效机理，那么你可以通过使用较重大的刃口制备、选择高钴刀具材料牌号，以及降低进给速度来控制缺口的形成。Copyright © 2011 Tooling U, LLC. All Rights Reserved.
形成缺口的第三个可能的原因是月牙洼磨损。容易出现加工硬化的工件材料会在工件硬度最大的切削深度线处形成凹坑。一旦凹坑突破就会形成切深处破损。不锈钢和高温合金最有可能产生破损。如果凹坑穿破是主要的失效机
图 1. 月牙洼磨损 (1) 表现为切削刃上方刀具前刀面的凹陷，凹坑会扩大直到发生凹坑穿破 (2)。
图 1. 热变形在前刀面上产生下卷 (2) 并在前刀面(1) 和后刀面 (3) 上有两个隆起。
Lesson: 12/15
热变形
热变形是由于过多的热量和压力所导致的切削刃扭曲。正如你在图 1 中看到的，该刀具在前刀面以及刀尖半径周
围出现下卷的现象。刀片也在前刀面后卷处隆起，第二个隆起直接位于刀具后刀面的卷曲处。如果任其发展，热变形会导致切削刃断裂。
热变形通常与合金钢的加工有关联，尤其常见于高速切削的精加工作业中。但是，与精加工作业相关的热变形，会因较轻的进给速度和较浅的切削深度，而又有所不同。这种类型的变形会造成与磨损带相同的情况，完全影响到整个刀具的刀尖半径。
热变形是由切削刃高温和高压共同作用的结果。过高的速度加上坚硬或坚韧的工件材料会产生足够的热量，使切削 刃的热硬度发生改变。此外，过高的进给速度和切削深度共同作用产生出足够的力使软化的切削刃变形。
热变形的控制措施包括：
l降低表面切削速度。
l使用 CVD 涂覆的刀具牌号。 l
选择碳化钽 (TaC) 刀具牌号。
Lesson: 13/15
切深处破损
如果任由主要失效模式发展，最终会导致次生失效模式，例如切深处破损 。切深处破损是一个 V 形缺口，出现于切削刃上的切削深度线处，其形成原因有热作用、化学作用和机械作用。图 1 是缺口位置的图例。刀片的后刀面和前刀面都可能会受到影响。为了消除切深处破损，必须在采取控制措施之前正确判别导致其发生的主要失效机理。
加速的局部后刀面磨损可能导致破损的形成。由于铸造、锻造或热处理，有些工件可能有外部锈层，这主要是由氧化物组成并且通常很坚硬。加工过程中，该坚硬的外层会导致加速磨损，并在切深处形成缺口。如果加速的后刀面磨损是其原因，那么你可以通过降低表面切削速度，降低进给速度，以及通过使用 CVD 涂覆的刀具材料牌号来控制破损的形成。
另一个破损形成的原因是局部化的后刀面剥落。某些工件材料含有硬质点或不规则表面。对切削刃的影响与断续切削的情况相同。如果局部化的后刀面剥落是主要失效机理，那么你可以通过使用较重大的刃口制备、选择高钴刀具材料牌号，以及降低进给速度来控制缺口的形成。
形成缺口的第三个可能的原因是月牙洼磨损。容易出现加工硬化的工件材料会在工件硬度最大的切削深度线处形成凹坑。一旦凹坑突破就会形成切深处破损。不锈钢和高温合金最有可能产生破损。如果凹坑穿破是主要的失效机理，那么可以通过使用 CVD 涂层的材料牌号及/或含钛碳化硅 (TiC) 的材料牌号，降低表面切削速度，以及在车削过程中应用锥度切削，来避免缺口的形成。
Lesson: 14/15
断裂
正如你在图 1 中看到的，断裂是由于切削刃的一部分剥落而导致的刀具立即失效。刀片断裂是一种刻不容缓的失
效机制，需要采取立即并有效的控制措施。
一旦切削力超出刀片的刃口强度，通常就会发生断裂。在实践中，几乎所有的断裂的发生都是由八个主要失效机制之一所直接导致的结果。但是，过度的后刀面磨损、凹坑穿破和热变形是最常见的主要起因。
如果后刀面磨损程度进入后刀面磨损图的 C 区，那么过度的后刀面磨损会导致断裂。这是磨损带过大产生的热量和切削力增加所导致的直接后果。因后刀面磨损所导致的断裂会被认为是一种操作失误，并且其表明该切削刀具没有及时从切削作业中被更换掉。
月牙洼磨损最终也可能会导致断裂。当加工合金钢和容易出现加工硬化的工件材料时尤为如此。凹坑一直会发展成Copyright © 2011 Tooling U, LLC. All Rights Reserved.
穿破，并且会消减切削刃的有效性。其结果是增加热量和切削力，并最终导致断裂。如果月牙洼磨损是主要原因，那么可以通过使用 CVD 涂覆的材料牌号，选择含有碳化钛 (TiC) 的材料牌号，以及降低表面切削速度，来避免断
图 1. 热变形在前刀面上产生下卷 (2) 并在前刀面(1) 和后刀面 (3) 上有两个隆起。
图 1. 切深处破损 (1) 是一个 V 形缺口，出现在切削刃上切削深度线处。
Lesson: 13/15
切深处破损
如果任由主要失效模式发展，最终会导致次生失效模式，例如切深处破损 。切深处破损是一个 V 形缺口，出现于 切削刃上的切削深度线处，其形成原因有热作用、化学作用和机械作用。图 1 是缺口位置的图例。刀片的后刀面和前刀面都可能会受到影响。为了消除切深处破损，必须在采取控制措施之前正确判别导致其发生的主要失效机理。
加速的局部后刀面磨损可能导致破损的形成。由于铸造、锻造或热处理，有些工件可能有外部锈层，这主要是由氧化物组成并且通常很坚硬。加工过程中，该坚硬的外层会导致加速磨损，并在切深处形成缺口。如果加速的后刀面磨损是其原因，那么你可以通过降低表面切削速度，降低进给速度，以及通过使用 CVD 涂覆的刀具材料牌号来控制破损的形成。
另一个破损形成的原因是局部化的后刀面剥落。某些工件材料含有硬质点或不规则表面。对切削刃的影响与断续切 削的情况相同。如果局部化的后刀面剥落是主要失效机理，那么你可以通过使用较重大的刃口制备、选择高钴刀具材料牌号，以及降低进给速度来控制缺口的形成。
形成缺口的第三个可能的原因是月牙洼磨损。容易出现加工硬化的工件材料会在工件硬度最大的切削深度线处形成凹坑。一旦凹坑突破就会形成切深处破损。不锈钢和高温合金最有可能产生破损。如果凹坑穿破是主要的失效机理，那么可以通过使用 CVD 涂层的材料牌号及/或含钛碳化硅 (TiC) 的材料牌号，降低表面切削速度，以及在车削过程中应用锥度切削，来避免缺口的形成。
Lesson: 14/15
断裂
正如你在图 1 中看到的，断裂是由于切削刃的一部分剥落而导致的刀具立即失效。刀片断裂是一种刻不容缓的失
效机制，需要采取立即并有效的控制措施。
一旦切削力超出刀片的刃口强度，通常就会发生断裂。在实践中，几乎所有的断裂的发生都是由八个主要失效机制之一所直接导致的结果。但是，过度的后刀面磨损、凹坑穿破和热变形是最常见的主要起因。
如果后刀面磨损程度进入后刀面磨损图的 C 区，那么过度的后刀面磨损会导致断裂。这是磨损带过大产生的热量和切削力增加所导致的直接后果。因后刀面磨损所导致的断裂会被认为是一种操作失误，并且其表明该切削刀具没有及时从切削作业中被更换掉。
月牙洼磨损最终也可能会导致断裂。当加工合金钢和容易出现加工硬化的工件材料时尤为如此。凹坑一直会发展成穿破，并且会消减切削刃的有效性。其结果是增加热量和切削力，并最终导致断裂。如果月牙洼磨损是主要原因，那么可以通过使用 CVD 涂覆的材料牌号，选择含有碳化钛 (TiC) 的材料牌号，以及降低表面切削速度，来避免断裂。
Lesson: 15/15
小结
磨损、机械力以及过多的热量会共同作用对刀具形成磨损，并最终导致刀具失效。八种主要失效模式都有可识别的原因和纠正措施，两种次生失效模式由一个或多个主要失效模式所造成。后刀面磨损是最可取的，因为它遵循一种可预测的磨损形态并获得相对最长的刀具寿命。后刀面磨损图绘制出划分了三个区间的一条 S 形曲线，中间的区间表现出均匀的可预见的磨损率。
三种作业条件因其对刀具寿命的影响而有所不同。切削深度对刀具寿命的影响最小，应始终给予最大化。进给速度对刀具寿命的影响是切削深度的两倍，但也应该给予最大化。表面切削速度对刀具寿命的影响最大，应基于对生产效率和成本的要求来对其进行选择。
每种主要的失效模式都有识别特征。当切削刃的细小颗粒从后刀面剥落时，则发生了后刀面崩刃。前刀面崩刃是由Copyright © 2011 Tooling U, LLC. All Rights Reserved.
于热膨胀所导致的部分材质从前刀面剥落。积屑瘤可发生于前刀面，通常是由于慢速和低温所导致的。它也可以发生在后刀面，起因是缺少间隙或进给不足。热疲劳是前刀面裂纹的表现，起因是极端温度变化。月牙洼磨损是前刀
图 1. 切深处破损 (1) 是一个 V 形缺口，出现在切削刃上切削深度线处。
图 1. 断裂是一种刻不容缓的失效机制，其起因是刀片部分大量剥落。
Lesson: 14/15
断裂
正如你在图 1 中看到的，断裂是由于切削刃的一部分剥落而导致的刀具立即失效。刀片断裂是一种刻不容缓的失
效机制，需要采取立即并有效的控制措施。
一旦切削力超出刀片的刃口强度，通常就会发生断裂。在实践中，几乎所有的断裂的发生都是由八个主要失效机制之一所直接导致的结果。但是，过度的后刀面磨损、凹坑穿破和热变形是最常见的主要起因。
如果后刀面磨损程度进入后刀面磨损图的 C 区，那么过度的后刀面磨损会导致断裂。这是磨损带过大产生的热量和切削力增加所导致的直接后果。因后刀面磨损所导致的断裂会被认为是一种操作失误，并且其表明该切削刀具没有及时从切削作业中被更换掉。
月牙洼磨损最终也可能会导致断裂。当加工合金钢和容易出现加工硬化的工件材料时尤为如此。凹坑一直会发展成穿破，并且会消减切削刃的有效性。其结果是增加热量和切削力，并最终导致断裂。如果月牙洼磨损是主要原因，那么可以通过使用 CVD 涂覆的材料牌号，选择含有碳化钛 (TiC) 的材料牌号，以及降低表面切削速度，来避免断裂。
图 1. 断裂是一种刻不容缓的失效机制，其起因是刀片部分大量剥落。
Lesson: 15/15
小结
磨损、机械力以及过多的热量会共同作用对刀具形成磨损，并最终导致刀具失效。八种主要失效模式都有可识别的原因和纠正措施，两种次生失效模式由一个或多个主要失效模式所造成。后刀面磨损是最可取的，因为它遵循一种可预测的磨损形态并获得相对最长的刀具寿命。后刀面磨损图绘制出划分了三个区间的一条 S 形曲线，中间的区间表现出均匀的可预见的磨损率。
三种作业条件因其对刀具寿命的影响而有所不同。切削深度对刀具寿命的影响最小，应始终给予最大化。进给速度对刀具寿命的影响是切削深度的两倍，但也应该给予最大化。表面切削速度对刀具寿命的影响最大，应基于对生产效率和成本的要求来对其进行选择。
每种主要的失效模式都有识别特征。当切削刃的细小颗粒从后刀面剥落时，则发生了后刀面崩刃。前刀面崩刃是由于热膨胀所导致的部分材质从前刀面剥落。积屑瘤可发生于前刀面，通常是由于慢速和低温所导致的。它也可以发生在后刀面，起因是缺少间隙或进给不足。热疲劳是前刀面裂纹的表现，起因是极端温度变化。月牙洼磨损是前刀面上一种凹陷的形成，其起因是切屑与刀具材料之间的磨蚀和扩散。热变形是过多热量和压力导致的切削刃扭曲。如果任由这些主要的失效模式其发展，将可导致两种次生失效模式：切深处破损和断裂。
图 1. 10 种常见失效机理，分为八个主要失效模式和两种次生失效模式。
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Lesson: 15/15
小结
磨损、机械力以及过多的热量会共同作用对刀具形成磨损，并最终导致刀具失效。八种主要失效模式都有可识别的原因和纠正措施，两种次生失效模式由一个或多个主要失效模式所造成。后刀面磨损是最可取的，因为它遵循一种可预测的磨损形态并获得相对最长的刀具寿命。后刀面磨损图绘制出划分了三个区间的一条 S 形曲线，中间的区间表现出均匀的可预见的磨损率。
三种作业条件因其对刀具寿命的影响而有所不同。切削深度对刀具寿命的影响最小，应始终给予最大化。进给速度对刀具寿命的影响是切削深度的两倍，但也应该给予最大化。表面切削速度对刀具寿命的影响最大，应基于对生产效率和成本的要求来对其进行选择。
每种主要的失效模式都有识别特征。当切削刃的细小颗粒从后刀面剥落时，则发生了后刀面崩刃。前刀面崩刃是由于热膨胀所导致的部分材质从前刀面剥落。积屑瘤可发生于前刀面，通常是由于慢速和低温所导致的。它也可以发生在后刀面，起因是缺少间隙或进给不足。热疲劳是前刀面裂纹的表现，起因是极端温度变化。月牙洼磨损是前刀面上一种凹陷的形成，其起因是切屑与刀具材料之间的磨蚀和扩散。热变形是过多热量和压力导致的切削刃扭曲。如果任由这些主要的失效模式其发展，将可导致两种次生失效模式：切深处破损和断裂。
Class Vocabulary
TermDefinition主要失效模式
一种刀具失效类型，具有可辨识的原因和可预知的纠正措施。 倒圆 通过使用磨具来使切削刃得到钝化和强化。
倒棱 一种负角度，从切削刃打磨到刀具的刀面。倒棱可增加切削刃强度，但也增加了切削力。 刀具失效 刀具不能再用于其设计初衷的应用的一种状态。
切削深度
切削底部和未切削的工件表面之间的距离。切削深度决定了刀具的单次走刀去除材料的量。Copyright © 2011 Tooling U, LLC. All Rights Reserved.切削深度线缺口 一种在切削深度线处出现的 V 型缺口。切削深度线缺口是一种次生失效模式，由其他类型的刀具失效所导致。前刀面
当切屑从工件挫起时会刮蹭到的刀具上表面。
图 1. 10 种常见失效机理，分为八个主要失效模式和两种次生失效模式。
图 2. 反映磨损率的三个不同区域的曲线图。
Class Vocabulary
Term主要失效模式
倒圆 倒棱 刀具失效 切削深度
切削深度线缺口
前刀面 前刀面崩刃 前刀面积屑瘤
加工硬化 化学气相沉积
后刀面 后刀面崩刃 后刀面磨损 后刀面积屑瘤
后角 回弹 扩散 断续切削
断裂
月牙洼磨损
机械力
横向断裂强度 次生失效模式
热变形 热疲劳 热硬度 热膨胀
物理气相沉积
硬度 碳化钛 碳化钨
一种刀具失效类型，具有可辨识的原因和可预知的纠正措施。 通过使用磨具来使切削刃得到钝化和强化。
一种负角度，从切削刃打磨到刀具的刀面。倒棱可增加切削刃强度，但也增加了切削力。 刀具不能再用于其设计初衷的应用的一种状态。
切削底部和未切削的工件表面之间的距离。切削深度决定了刀具的单次走刀去除材料的量。
一种在切削深度线处出现的 V 型缺口。切削深度线缺口是一种次生失效模式，由其他类型的刀具失效所导致。 当切屑从工件挫起时会刮蹭到的刀具上表面。 细小的碎片从切削刃附近的刀具前刀面剥落。 刀具前刀面上的工件材料的熔化粘接和积聚。
在冷作业或加工过程中，由于材料的塑性变形而导致的硬度增加。
一种刀具涂层工艺，在高温下的刀具表面沉积一种硬质材料的薄膜。CVD 涂层提供更好的耐磨性和耐月牙洼磨损性能。 当刀具处于车削的水平位置时，在切削刃下方与其相邻的表面。 细小的碎片从刀具切削刃剥落。
磨蚀所造成的刀具磨损，沿切削刃下方与其紧邻的刀具后刀面而发生。后刀面磨损是唯一可预测的刀具失效形式。 切削刃下方工件材料在刀具后刀面上的熔化，粘接和积聚。 切削刃下方或后方的角度，使刀具受力切入工件。 材料被挤压后尺寸或大小的反弹。
由于原子迁移，原子从一种材料转移到另一种材。
切削刃交替进入和退出工件的一种切削作业。断续切削使刀具承受冲击负荷，而且需要刀具具有较高的韧性。 由于大块剥落而导致的损毁性失效。断裂是一种次生失效模式，由其他类型的刀具失效所造成。 由于与切屑发生侵蚀和化学反应而在前刀面上形成的凹陷。
一种试图将材料弯曲、拉伸、断裂或压入的力量。刀具材料必须能承受大量的机械力。 材料在标准弯曲测试中测量的断裂强度。
一种刀具失效类型，其可能的原因是多种可能的主要失效模式所导致的。次生失效模式要求正确识别其主要原因。 由于极端的温度和压力，刀具形状的永久性改变。
由于温度急剧变化，在切削刃直角方向产生的前刀面开叉和开裂的情况。 在高温下材料维持其原有硬度的能力。 材料随温度上升而发生的尺寸增大。
一种刀具涂层工艺，在中等温度下的刀具表面沉积一种硬质材料薄层。PVD 可用于涂覆锋利的刀刃。 材料抗刮擦、切削或磨蚀的能力。
钛和碳的化合物，可与粘结剂一起用作刀具材料的基底，其可添加到碳化钨硬质合金以达到钢材切削的等级，或被用作涂层。 钨和碳的化合物，会表现为用金属粘合剂粘合在一起的很坚硬的颗粒，以此构成刀具的基材。
Definition碳化钽 钽和碳的化合物，用作碳化钨硬质合金的添加剂以提高抗热变形性能。
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磨光 用刀具使材料成形或移位，而不是切去或削去材料。
碳化钨 碳化钽 磨光 磨损带 磨蚀 粗切削 粘合材料 精切削 缓冲区域 表面切削速度 进给速度 铸件 锈层 锻造 韧性 高温合金 钨和碳的化合物，会表现为用金属粘合剂粘合在一起的很坚硬的颗粒，以此构成刀具的基材。 钽和碳的化合物，用作碳化钨硬质合金的添加剂以提高抗热变形性能。 用刀具使材料成形或移位，而不是切去或削去材料。 由于与工件发生磨损，而在切削刃后方的刀具后刀面上形成的扁平区域。 由于受工件材料引起的摩擦，而导致表面材料从刀具上脱落和被磨掉。 刀具最初的走刀，侧重于较大的金属去除率、高进给速度和较深的切削深度。 一种与碳化钨颗粒或类似材料混合的金属，用于将硬质颗粒裹挟在一起。碳化钨硬质合金刀具用最常见的粘结剂是钴。 刀具最后的走刀，侧重于尺寸精度、表面光洁度、更高的速度和较浅的切削深度。 切削刃后方或下方的一种后角，使刀具可以受力切入工件材料。 工件在刀具触点处通过的速率。表面切削速度对刀具寿命影响最大。 切削过程中在刀具与工件之间位置变化的速度。 将熔化的金属浇注进模具并冷却成固体形状而制成的一种工件。铸件形成了接近于成品的形状。 一种氧化物覆盖层的薄膜，在加热的或生锈的金属上形成。锈层表面会增大刀具磨损的程度。 通过在两个模具之间压缩金属形成特定形状的一种工件。锻造作业通常要将金属加热到高温状态。 能够被拉伸、弯曲或成形而未出现断裂或开裂。 基于铁、钴或镍的一组材料，在高温下具有优良的机械性能。 Copyright © 2011 Tooling U, LLC. All Rights Reserved.
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