四軸精密加工過(guò)程中刀具破損的主要原因及產(chǎn)生形式
在四軸精密加工過(guò)程中，當(dāng)?shù)毒吣p到一定程度，崩刃、卷刃（塑變）或破損時(shí)，刀具即喪失了其加工功能而無(wú)法保證零件的加工質(zhì)量，此種現(xiàn)象稱(chēng)為刀具失效。四軸精密加工過(guò)程中刀具破損的主要形式及其產(chǎn)生的原因有以下方面：
1.后刀面磨損 由機(jī)械交變應(yīng)力引起的出現(xiàn)在刀具后刀面上的磨擦磨損。 如果刀具材料較軟，刀具的后角偏小，四軸精密加工過(guò)程中的切削速度偏高，進(jìn)給量太小，都會(huì)造成刃具后刀面的磨損過(guò)量，并由此使得加工表面的尺寸和精度降低，增大切削中的磨擦阻力。因此應(yīng)該選擇耐磨性較高的刀具材料，同時(shí)降低切削速度，加大進(jìn)給量，增大刀具后角。如此才能避避免或減少刀具后刀面磨損現(xiàn)象的產(chǎn)生。
2.邊界磨損 主切削刃上的邊界磨損常發(fā)生于與工件的接觸面處。 主要原因是工件表面硬化、鋸齒狀切屑造成的磨擦。解決措施是降低切削速度和進(jìn)給速度，同時(shí)選擇耐磨刀具材料，并增大刀具的前角使得切削刃鋒利。
3.前刀面磨損 在刀具的前刀面上由磨擦和擴(kuò)散導(dǎo)致的磨損 前刀面磨損主要由切屑和工件材料的接觸，以及對(duì)發(fā)熱區(qū)域的擴(kuò)散引起。另外刀具材料過(guò)軟，四軸精密加工過(guò)程中切削速度較高，進(jìn)給量較大，也是前刀面磨損產(chǎn)生的原因。前刀面磨損會(huì)使刀具產(chǎn)生變形、干擾排屑、降低切削刃的強(qiáng)度。應(yīng)該采用降低切削速度和進(jìn)給速度，同時(shí)選擇涂層硬質(zhì)合金材料，來(lái)達(dá)到減小前刀面磨損的目的。
4.塑性變形 切削刃在高溫或高應(yīng)力作用下產(chǎn)生的變形。 切削速度和進(jìn)給速度太高以及工件材料中硬點(diǎn)的作用，刀具材料太軟和切削刃溫度較高等現(xiàn)象，都是產(chǎn)生塑性變形的主要原因。塑性變形的產(chǎn)生會(huì)影響切屑的形成質(zhì)量，并導(dǎo)致刀具崩刃?？梢酝ㄟ^(guò)降低切削速度和進(jìn)給速度，選擇耐磨性高和導(dǎo)熱性能好的刀具材料等措施，達(dá)到減少塑性變形的目的。
5.積屑瘤 工件材料在刀具上的粘附物質(zhì)。 積屑瘤的產(chǎn)生會(huì)大大降低工件表面的加工質(zhì)量，會(huì)改變切削刃的形狀并最終導(dǎo)致切削刃崩刃。采取的對(duì)策有提高切削速度，選擇涂層硬質(zhì)合金或金屬陶瓷等刀具材料，并在四軸精密加工過(guò)程中使用冷卻液。
6.刃口剝落 切削刃口上出現(xiàn)一些很小的缺口，非均勻的磨損。 主要由斷續(xù)切削、切屑排除不流暢等因素造成。應(yīng)該在四軸精密加工時(shí)降低進(jìn)給速度、選擇韌性好的刀具材料和切削刃強(qiáng)度高的刀片，來(lái)避免刃口剝落現(xiàn)象的產(chǎn)生。
7.崩刃 崩刃將損壞刀具和工件。 主要原因有刀具刃口的過(guò)度磨損和較高的加工應(yīng)力，也可由于刀具材料過(guò)硬、切削刃強(qiáng)度不足以及進(jìn)給量太大造成。刀具應(yīng)該選擇韌性較好的合金材料，四軸精密加工時(shí)應(yīng)減小進(jìn)給量和切削深度，另外還可選擇高強(qiáng)度或刀尖圓角較大的刀片。
8.熱裂紋 由于斷續(xù)切削時(shí)的溫度變化而產(chǎn)生的垂直于切削刃的裂紋。 熱裂紋會(huì)降低工件表面的加工質(zhì)量，并導(dǎo)致刃口剝落。刀具應(yīng)該選擇韌性好的合金材料，同時(shí)在四軸精密加工中減小進(jìn)給量和切削深度，并進(jìn)行干式切削，或在濕式切削加工時(shí)有充足的冷卻液。