機械加工中刀具磨損的影響因素及對策

袁凌云 袁仲冬子

摘要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，科技的進步，我國的工業(yè)發(fā)展迅速，但是在工業(yè)機械加工中使用的刀具會出現(xiàn)磨損的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象會影響機械加工的精度，也會加大加工物件表面的粗糙程度，甚至還會影響機械加工的正常運行，由此可見刀具在此起到的關(guān)鍵作用。以下這篇文章就是本人對于機械加工中刀具磨損的影響因素及其相關(guān)對策的研究分析。

關(guān)鍵詞：機械加工；刀具磨損；影響因素及對策

一、刀具在機械加工中的磨損形式

根據(jù)對機械加工過程中刀具的磨損情況的分析研究，主要有以下三種不同的磨損形式：

（一）前刀面磨損

這種磨損形式主要是指機械加工過程中，刀具前面發(fā)生磨損的現(xiàn)象，這種磨損形式會造成其他磨損形式的出現(xiàn)。

（二）后刀面磨損

根據(jù)字面意思不難推測出，這種磨損形式與前面的前刀面磨損是差不多的，是屬于刀具后面出現(xiàn)的磨損現(xiàn)象，這種磨損形式與前者所造成的不良影響大同小異。

（三）邊界磨損

這種磨損形式有可能是指當(dāng)兩個表面在相互摩擦的作用下，其中一個物體或是兩個物體產(chǎn)生磨損的現(xiàn)象。還有可能是指，在各種化學(xué)材料的作用下，工件材料或者刀具發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，從而造成了刀具的磨損[1]。邊界磨損還有可能是由于刀具在受到高溫環(huán)境以及切削力的影響而產(chǎn)生崩碎或裂紋的現(xiàn)象。

二、機械加工中刀具磨損的影響因素

（一）機械加工中刀具的材料

無論是什么東西，不同的材料制成的會有不同的特點，刀具更是這樣。不同的材料制成的刀具，其耐磨性、硬度以及鋒刃程度是不一樣的。如果在初期，為了節(jié)省開支，工作人員會選擇較為廉價的材料制成的刀具，這樣的刀具相對來說耐磨性以及硬度會較弱，會影響刀具使用的時限，進而導(dǎo)致在機械加工的過程中。刀具易受到磨損的情況。由此可以看出，在選擇刀具的制作材料的過程中，是一項很重要的環(huán)節(jié)。

（二）刀具的應(yīng)用環(huán)境

即使刀具的材料再昂貴，它所處的工作環(huán)境也會影響刀具的使用年限。大部分的機械加工的切削區(qū)域，都是處在溫度以及壓力度相對較高的環(huán)境中進行的，這也是造成刀具產(chǎn)生磨損現(xiàn)象的原因之一[2]。當(dāng)?shù)毒咴诤芨叩臏囟认聲r，會發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)，這時就很有可能造成刀具的磨損；在高溫高壓的環(huán)境下，會使打造刀具的材料發(fā)生一定的變化，還有可能會使刀具變形，繼續(xù)運行會導(dǎo)致刀具的磨損甚至是機械的損壞的問題。

（三）刀具的幾何參數(shù)以及機械的運行速度

刀具的幾何參數(shù)也是影響刀具磨損的重要因素之一，刀具的幾何參數(shù)主要有以下幾個方面：

（1）前刀面形狀，一般說來，前刀面的形狀主要有帶側(cè)棱平面型、正前角平面型、負前角單面型、帶倒棱曲面型以及負前角雙面型五種形狀。形狀不同，耐磨性等等也會有所不同。

（2）刀具主偏角，這個參數(shù)也會影響刀具的耐磨程度以及受損程度。

（3）刀具刃傾角，影響刀具與機械加工工件的接觸面積以及接觸效果。機械的運行速度也會影響刀具的受損程度，如果機械的運行速度過快，會使刀具所承受的沖擊力加大，進而導(dǎo)致磨損程度更為嚴重。

三、機械加工中刀具預(yù)防磨損的對策

（一）選擇耐磨性強的材料制成的刀具

上文中也提到過，制造刀具的材料對刀具的耐磨性以及硬度等等都是有很重要的影響的，因此，為了避免或是減少刀具的磨損情況，在選擇刀具時要注意其制成的材料是否足夠抗磨[3]。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，近年來研發(fā)出了新型的硬質(zhì)合金，例如：涂層硬質(zhì)合金，這樣的材料制成的刀具綜合性較強，使用過程中產(chǎn)生的磨損程度也相對較?。怀⒘Ｓ操|(zhì)合金，這種材料下的刀具，耐磨性、抗高溫性較強，由此可以看出，這種材料的刀具更適合斷續(xù)切削、低速切削以及高溫切削的機械生產(chǎn)；鋼結(jié)硬質(zhì)合金，這樣的材料所制成的刀具是出于前面兩者之間的。適用于打造結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的刀具。這要求企業(yè)應(yīng)該增加這方面的資金，要注重長遠的利益，不貪圖便宜選擇刀具，而是根據(jù)企業(yè)機械加工的自身條件，選擇最適合本企業(yè)的刀具，以此來延長刀具的使用壽命，避免刀具的磨損。

（二）適當(dāng)?shù)目刂茩C械加工的環(huán)境及壓力

上文中提到，刀具所處的工作環(huán)境也會影響刀具的受損程度。因此要想減少或者避免刀具不必要的磨損就應(yīng)該對機械加工的環(huán)境進行控制[4]。前面也提到，利用一些專門抗高溫的材料制成的刀具預(yù)防在高溫環(huán)境中產(chǎn)生的磨損現(xiàn)象，而在加工的過程中，刀具與其他零部件產(chǎn)生摩擦所導(dǎo)致的高溫，這就要求企業(yè)或是工作人員不能為了貪圖一時的小便宜節(jié)省相關(guān)設(shè)備的資金，應(yīng)該有一個專門控制溫度的儀器，來保證機械加工溫度的正常化。當(dāng)然也要具備一個專門控制壓力的儀器設(shè)備，保證機械正常運行，減少刀具的磨損。

（三）選擇合適的刀具參數(shù)以及機械運轉(zhuǎn)速度

上文中曾說到，刀具的各項參數(shù)以及運行的速度也會影響刀具的使用壽命的長短。由此可見，為了減少刀具的磨損，應(yīng)該根據(jù)刀具的前刀面形狀、刀具主偏角、刀具刃傾角刀具后角等等因素，考慮在機械生產(chǎn)的過程中應(yīng)該用哪樣的刀具，進而結(jié)合刀具的材料、形狀、規(guī)格等等最終選擇合適的刀具，進而減少刀具的磨損。當(dāng)然，除了要注意刀具的各項參數(shù)以外，還應(yīng)該控制機械運行的速度。根據(jù)上文的研究分析，如果機械運轉(zhuǎn)的過快，會增加刀具磨損的概率。因此在切削時，工作人員應(yīng)該控制切削的速度以及切削的數(shù)量。不能為了趕進程而使機械以及刀具過度運行，這樣只會加大刀具的磨損甚至是機械的損害，應(yīng)該穩(wěn)中求進，不能著急。

（四）選擇專用切削液，其優(yōu)點有以下幾個方面：

1）提高工藝精度專用切削液含有硫化極壓抗磨添加劑成分的，有利于有效的保護刀具和提高工藝精度。

2）符合工藝需求專用切削液在粘度、閃點、傾點、導(dǎo)熱性能等方面均通過嚴格的測試，能夠滿足各種切削工藝需求。

3）良好的環(huán)保性能專用切削液與菜籽油、機械油、再生油相比，具有良好的穩(wěn)定性，不會對設(shè)備、人體、環(huán)境產(chǎn)生危害，而且能夠?qū)Ξa(chǎn)品起到保護作用。

總結(jié)：

經(jīng)濟的飛躍發(fā)展隨著帶來的是社會的進步，這也促進了工業(yè)的發(fā)展。隨著工業(yè)的發(fā)展，對各種工業(yè)部件的需求量也隨之加大了，進而帶來了一系列的問題。機械加工中刀具的磨損問題也是其中之一，根據(jù)上文對機械加工刀具磨損的影響因素的分析以及對策的分析研究，機械加工企業(yè)應(yīng)該通過對刀具的材料、參數(shù)以及溫度壓力的控制等等來減少刀具磨損的概率，更好的發(fā)展。

參考文獻

[1]王鐵成.機械加工中刀具磨損的影響因素分析及應(yīng)對措施[J].湖南農(nóng)機，2014，41（06）.

[2]劉天聰，機械加工中刀具壽命影響因素及對策[J].寧夏工學(xué)院學(xué)報，2016（04）.

[3]李淵，分析機械加工過程中機械振動問題的解決[J].民營科技，2015（05）.

[4]張新聚，岳彥芳，制造執(zhí)行系統(tǒng)中刀具剩余磨損壽命預(yù)測的研究[J].工具技術(shù)，2007（05）.

（作者單位：安徽江淮汽車集團股份有限公司）