刀具从事切削工作时,刀具就会产生磨耗。刀具磨耗之型式及损坏原因很多,例如切削状况、刀具材料、工件材料及刀具之几何形状等等。在正常切削的情形下,刀具产生磨耗的原因一般是由下列几项所造成的。
Ⅰ、刀具切削时,与切削面及切屑之接触面摩擦所致。
Ⅱ、刀具切削时,所产生之切削压力及切削温度所致。
Ⅲ、刀具切削时,所产生之化学作用所致。
Ⅳ、切削衝击所引起之刃口破裂。
上述原因造成刀具磨耗,然而刀具进行切削工作中,会出现下列常见之磨耗现象。
Ⅰ、刀腹磨耗(Flank Wear)
Ⅱ、刀面磨耗(Cratering)
Ⅲ、粘屑性磨耗(Chipping)
刀腹磨耗 Flank Wear
此磨耗方式又称为正常磨耗,只要刀具在切削时就一定会产生此种磨耗方式,如下图所示。其产生原因为在切削过程中,加工面与刀腹接触面间之摩擦所形成。磨耗的部分将会与切削面平行。因为磨耗的区域与其它未受损部分甚易识别,因此刀腹磨耗的量可由测量磨耗刃背的宽度决定。此磨耗方式虽不至于会使刀具崩裂但会造成刀口变钝,致使在切削操作中机器要用更大的力量来进行切削。
刀面磨耗 Cratering Wear
在刀面部分的凹陷磨耗称为刀面磨耗,如左下图所示。产生的原因为由于切屑在产生时与刀面产生摩擦作用,如右下图。此时因为切屑带有高温所以会在刀面上逐渐侵蚀出一凹槽,所以又称之为侵蚀性磨耗。侵蚀性磨耗会因为切削操作的持续进行而逐渐加宽加深直至刀尖断裂为止甚至造成刀具的破裂。故由此可知在切削时所产生之切屑其温度会直接影响此磨耗的生成,所以要减少此磨耗产生需注意切削温度的影响以及切屑排出是否顺畅。
粘屑性磨耗 Chipping
通常此刀具磨耗发生的原因为使用较低的切削速度所造成的。由于切削速度太低会发生熔接〈Weld〉的现象致使小微粒的切屑熔接于刀具上。所以刀具发生熔接现象的部位性质会被改变,不再具有切削的作用,因此当切削操作持续进行时这些部位因为无法承受切削作用就会从刀刃剥落,造成刀具的破损,而破损的刀刃处又会因失去切削作用进而影响周围刀刃的切削导致破损范围逐渐增加,最后快速的导致刀具完全的损坏。由于此磨耗方式会造成刀具立即性的损坏并且直接影响切削效果,并不像前两者磨耗方式会逐渐的产生,所以此磨耗方式为三种磨耗方式中最差、最为严重的一种。有些粘屑性的磨耗其破损通常不明显而且相当细微,它的外观常会与刀腹磨耗混淆所以需仔细的检查。
切削速度与磨耗量的关系