刀具破損是指刀（dāo）具的非正常磨損而（ér）造成的損壞。如：打刀、崩刀、鑽（zuàn）頭折斷等。

      在金屬切削過程中，當刀具還沒有達到磨鈍標準甚至在刀具尚未產生明顯磨損時，因刀具破損常使切削工作不能正常進（jìn）行。特別是（shì）加工（gōng）高硬度材料或（huò）對脆性較大的材（cái）料進行斷續切削時（shí），這種現象就更多。據有關（guān）資料介紹（shào），硬質合金刀具大（dà）約有50～60%因破損使切削工作不能正常進行，至（zhì）於陶瓷刀具（jù），這個比例數就更高了。

      刀具破損，不僅使刀具過早（zǎo）地喪失了（le）切削能力，而且破損的刀具重新刃磨困難（nán），有時甚至不能（néng）修複。

      1 刀具破損的形式

      刀具破損按（àn）其在切削過程中發（fā）生的時期，可（kě）分為早期破損和後期破損。

      刀（dāo）具破損按其破損性質分為（wéi）塑性破損和脆性破損兩大類，下麵就（jiù）介紹（shào）一下這兩類破損的表現形式：

      1.1 刀具的塑（sù）性破損

      在金屬切削過程中，由於前、後刀麵受到高溫高壓的作用，使其與切屑和加（jiā）工表（biǎo）麵的接觸表層發生較嚴重的塑性變形，當（dāng）這種塑性變形超出了正常磨損（sǔn）範（fàn）圍，而使刀具（jù）喪失了切（qiē）削能力，這就是刀具的塑性破損。

      最常見的塑（sù）性破損是卷刃、刀尖塌陷。

      刀具的塑性破損與工件材料、刀具材料及切削（xuē）條件（如切（qiē）削用量（liàng）、切（qiē）削溫度等）有關（guān）。由於刀具材料不同和工件材料的（de）不同（tóng），刀（dāo）具塑（sù）性破損則會在不同的切削用量下發（fā）生。

      1.2 刀具的脆性破損

      當使用（yòng）象硬質的合（hé）金、陶瓷（cí）這樣硬度（dù）高脆性大的刀（dāo）具（jù）材料進行切削加工時，刀具上常出現的（de）崩刀、碎裂、斷裂（liè）、剝落和裂紋而使刀具破損，便是刀具的脆性破損。

      2 刀具破損的原因分析

      刀具塑性破損的原因，前麵已做了分析，下麵主要介紹脆性破損的原因（yīn）。引起（qǐ）刀（dāo）具脆性破損（sǔn）的主要原因是衝擊、機械疲勞和熱疲勞。早期破損主（zhǔ）要是衝擊應力超過（guò）刀具材料的（de）強（qiáng）度極限造成的；後期破損則（zé）主要（yào）是機（jī）械疲勞和熱（rè）疲勞造成的。具體分析入下：

      2.1 斷續切削：刀具脆性破損主要發生在用硬質合金或陶瓷刀具進行斷續切削時，銑削和刨削無疑是（shì）斷續切削，由（yóu）於工件表麵幾（jǐ）何形狀或材料（liào）物理機械性能的不規則和不均勻性（比如：加工餘量不均勻，表（biǎo）麵硬度不均（jun1）勻以及工件（jiàn）表（biǎo）麵上有溝、槽、孔（kǒng）等（děng）），也使其切削帶有斷續（xù）的（de）性質。

      2.2 刀具角度對（duì）脆性（xìng）破損（sǔn）的影響：切削（xuē）的時（shí）候、刀具切削部分在切削力的作用下，將產生很大的應力。在多數情況下，前刀麵的一定區域內受拉應力，而在後刀而內受壓（yā）應力．當拉應（yīng）力超過刀具材料的抗拉（lā）強度時（shí），就會使刀具切削部分中最薄弱的地方產（chǎn）生裂紋或斷裂而破損．隨著前角的（de）減小，壓（yā）應力區擴大、而拉應力區則縮小。如果刀具采用負前角（jiǎo），則全部成為壓應（yīng）力區，所以較小的前角或負前角（若後角一定，即楔角加大），能提高刀具的（de）抗破損能力（lì）。

      2.3 切削用量對脆性破損的影響（xiǎng）：切削用量對（duì）刀具切削部分的應力狀態也有（yǒu）影響，而（ér）其中以切削厚度對應（yīng）力狀態的影響最大．當切削厚度小時，衝擊載荷小，而且應力集中於切削刃附（fù）近，刀屑接觸長度短，主要是壓應力。隨著切削厚度的增加，衝擊載荷加大，刀屑接觸長度變長（zhǎng），使（shǐ）拉應力區和（hé）拉應力值加大（dà）。因切削厚度加大，即進給速（sù）度加大（dà），則單位時間內的衝擊能量增加。從上述分析看出（chū），切削厚度增加，容易使刀具發生脆性破損。

      2.4 斷續（xù）切（qiē）削的切入切出條件也影響刀具的脆性（xìng）破損。最典型的實例是端銑的（de）對稱銑（xǐ）與不對稱銑，比如端銑：在端（duān）銑淬硬鋼、不（bú）鏽鋼等硬度大的材料（liào）時，以對（duì）稱（chēng）銑為最好（hǎo）偏距不大的逆銑其次，而順銑最容（róng）易發生刀具早期破損。因為工件材料硬度大，切入時衝擊大。對（duì）稱銑削時具有的最大切削厚度為平（píng）均切（qiē）削厚度（見圖（tú）2中A）；對於不對稱逆銑，切（qiē）入時切削厚度小（見圖2中B），減少了（le）衝擊；對於不對稱順銑，切入（rù）時（shí）切削厚（hòu）度大（見圖2中C），衝擊力大，所以容易引起刀具脆性破損。這一點對陶瓷（cí）刀具等高（gāo）脆性材料的刀具更為嚴重。

      3 減少或防止刀具破損的措施

      3.1 選擇合適的刀具材料

      根據工件材料選擇合適的刀具材料，是解決刀具破損的主要措（cuò）施之一。

      對於刀具的塑（sù）料破（pò）損：因為發生塑性破損（sǔn）的條件是（shì）刀具的硬度小於切屑的硬度（dù），所以當刀具材料和切屑材料的（de）硬度比越高時，就越不容（róng）易（yì）發生塑性破損。

      發（fā）生塑性破損的安全係數（shù）n可用下式（shì）計算：

      HVt ——刀具材料的硬度

      HVo ——切屑的硬度

      因此，近代刀具材料創新的一（yī）個重要方向就是提高（gāo）刀具材料的硬度。如塗層刀具，陶瓷刀具，金剛石刀具（jù）以（yǐ）及立方氧化硼刀具。對於刀具的（de）脆性破損：由於切削刃是受到很大的衝擊和振動而發生脆（cuì）性破損的，所（suǒ）以刀具材料應有足夠的韌（rèn）性，以利於在（zài）衝擊負荷（hé）下可（kě）能較多地吸（xī）收斷裂前的能量，和進行充（chōng）分（fèn）的（de）塑性變形。

      3.2 選擇（zé）合適的刀具角度減小前角或采用負前角，能改善刀具內（nèi）的應力狀態，提高刀具抗破損能（néng）力。例（lì）如端麵銑刀，為了減小衝擊和保證（zhèng）刀齒的鋒利性，常采用（yòng）如圖3所示的帶負倒棱的前（qián）刀麵，倒棱寬度br1的最佳值約為每齒進給（gěi）量的1.5倍。

      3.3 選擇合適的切削用量

      對耐熱性差的刀具材料，不宜（yí）用高速切削，否則，刀具將會產生塑性破損。對脆性大的刀具材料，如硬質合金等，切削速度（dù）過低，易崩刀；而切削（xuē）速度過高，易熱裂；切削（xuē）截麵過大，刀具容（róng）易（yì）過載，易擠（jǐ）碎，可以從切削深度和進給量兩個方麵控（kòng）製切削截麵。

      3.4 對於硬質合金焊接式刀具，要防止驟熱驟（zhòu）冷

      a）控製（zhì）加熱溫度和（hé）加熱速度； b）控製冷卻速度（dù）； c）注意刀槽形狀；d）根據刀具工作時承受的（de）負荷及切削溫度，合理選擇焊料和焊劑,確保（bǎo）刀片（piàn）與刀杆工作（zuò）時的結合強度。

      3.5 刀具刃磨時的注意事項

      刀具（jù）刃磨時,對於工（gōng）具（jù）鋼,高速鋼材料的刀具，要防止燒傷或退火，燒傷和退（tuì）火使（shǐ）刀具（jù）硬度降低，容易使刀具產（chǎn）生塑性（xìng）破損；而對於硬質合金等脆性材料的刀具，要防（fáng）止產生裂紋。

      要合理選擇（zé）砂輪(包括砂輪（lún）的磨料，粒度，硬度，形狀等)，以便刀具能磨出足夠光潔的刀麵和鋒利的（de）刀（dāo）刃。砂輪轉速一般在25-35米/秒，且要轉（zhuǎn）動平穩,若砂輪跳動大,會使刀具（jù）的刃口崩刀，也會使刀片（piàn）產生裂紋。

      3.6 中心鑽折斷的原因與預防（fáng）

      在車床上鑽中（zhōng）心（xīn）孔時，中心鑽很容易（yì）折斷，折斷的（de）原因有以下幾點：\

      a）機（jī）床和工具的原因（yīn）；b）操作不當的原因；c）中心鑽本（běn）身的原（yuán）因；d）工件毛坯的原（yuán）因；e）沒有使用充（chōng）分的冷（lěng）卻潤滑液（yè），影響順利排屑。

      預（yù）防措施；就是在鑽中心孔之（zhī）前，必須嚴格校正車床尾座；調整鑽夾頭和錐（zhuī）套，調整無效的則要更換，使用（yòng）中心架的要校（xiào）正中心架。

      如果改進工裝或工藝，把工件旋轉該為中心鑽旋轉,以中（zhōng）心鑽來定心，這樣對預防中心鑽折斷效果更好。

      在金屬（shǔ）切削加工中，由於刀具破（pò）損往往會影響金屬切削加工的正常進行，嚴重時（shí）還（hái）會損壞（huài）機床（chuáng），甚至危害安（ān）全，必須引起重視，並及時（shí）解決，確保切削加工在經濟、安全、可靠的狀態下正常進行（háng）。