工具（刃具）的热处理工艺设计实例（1）

伯龙马

      如题
    《刃具的承载特点及常见失效形式》
      机械工业金属切削加工使用的刃具种类繁多。如各种车刀、铣刀、刨刀、镗刀、拉刀、插齿刀、滚齿刀、剃齿刀和钻头、铰刀、锪钻以及丝锥、板牙等。其中分为机用和手用两类，因各自的承载特点不同，则所需性能也有别。
      1. 各种刃具的承载特点
      1）在机用刃具中，由于工作时的切削状态不同，这些刃具又分为连续切削（如车刀、钻头和铰刀、铣刀、滚齿刀等）和断续切削（如刨刀、插齿刀等）两种。
      2）由于各种刃具的切削形式的差异，有的刃部以承受弯曲应力为主兼受高速摩擦（如车刀和镗刀等）；有的以承受扭转应力为主兼受高速摩擦（如钻头和锪钻等）；有的以冲击应力为主兼受低速摩擦（如刨刀和插齿刀等）；有的以扭转应力为主兼受低速摩擦（如铰刀和丝锥等）；有的承受弯曲应力为主兼受冲击和高速摩擦（如卧铣刀和滚齿刀）等。
      3）对于手用刃具，一般均承受低速切削摩擦和一定的弯曲、扭曲应力的作用。
鉴于上述各种刃具的不同承载特点，其常见的失效形式是磨损、折断、崩刃和不适应性失效等。
      2. 刃具的常见失效形式
     1）磨损  在力学性能满足的前提下，刃具磨损是最常见的失效形式。导致刃具正常磨损的主要原因是被加工物中的硬质相（如碳化物、磷硫化物、硅酸盐和氧化物等）和切屑上的结瘤以及混入其中的氧化硅微粒等硬性杂质的摩擦造成的。因此，这种磨损以颗粒磨损为主，兼有粘着磨损。
     2）折断  这是一种非正常失效，即未达到预期使用寿命而早期报废。刃具产生折断一方面是由于其抗弯或抗扭强度低；另一方面，有时是刃具设计时的安全系数过小、选材不当以及使用不合理等造成的。
     3）崩刃和碎裂  崩刃是刃具常见的失效形式之一。严重时，甚至大块碎裂。产生这种现象，如果不是使用上的不当，则是材料和热处理方面存在问题。例如，原材料中的碳化物偏析或夹杂物严重超标；热处理淬火加热温度过高导致晶粒度粗大，韧性降低等原因造成的。
     4）不适应性失效  在刃具使用过程中，在有一定的磨损后，对于加工一般零件虽然仍具有使用价值，但对于要求精度较高和表面粗糙度值要求小的精密零件加工已不适应而失效。对于成型刃具这种失效即为报废。对于磨损后可以重新刃磨继续使用的刃具不属于此类。

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