涂层技术的发展与应用对刀具性能的改善和切削加工技术的进步发挥了关键的作用，而涂层刀具也已成为现代切削刀具的重要标志。刀具角度是指刀具切削部分各几何要素之间，或它们与参考平面之间构成的两面角或线、面之间的夹角。为了保证切削加工的顺利进行，获得合格的加工表面，所用刀具的切削部分必须具有合理的几何形状。而刀具角度正是用来确定刀具切削部分几何形状的重要参数。01影响刀具使用的几个因素刀具材料，涂层，刀具角度，冷却液，切削方式，切削参数，铁削控制，刃口处理，刀具结构，机床刚性02刀具的构成要素刀具的切削部分主要由刀面和切削刃两部分构成。刀面用字母A与下角标组成的符号标记，切削刃用字母S标记，副切削刃及相关的刀面标记在右上角加一撇以示区别。（1）前面（前刀面）Ar：刀具上切屑流出的表面；（2）后面（后刀面）Aα：刀具上与工件过渡表面相对的刀面；（3）副后面（副后刀面）Aα′：刀具上与工件新形成的表面相对的刀面；（4）主切削刃S：前面与后面形成的交线，在切削中承担主要的切削任务；（5）副切削刃S′：前面与副后面形成的交线，它参与部分的切削任务；（6）刀尖：主切削刃与副切削刃汇交的交点或一小段切削刃。03正交平面参考系中的刀具标注角度刀具角度参考平面用于构成刀具角度的参考平面主要有：基面、切削平面、正交平面、法平面、假定工作平面和背平面。在基面Pr上刀具标注角度有：主偏角κr──主切削平面Ps与假定工作平面Pf间的夹角；副偏角κr′──副切削平面Ps′与假定工作平面Pf间的夹角。在切削平面Ps上刀具标注角度有：刃倾角λs──主切削刃S与基面Pr间的夹角。刃倾角λs有正负之分，当刀尖处于切削刃＊高点时为正，反之为负。在正交平面Po上刀具标注角度有：前角γO──前面Ar与基面Pr间的夹角。前角γO有正负之分，当前面Ar与切削平面Ps间的夹角小于90时，取正号；大于90时，则取负号；后角αO──后面Aα与切削平面Ps间的夹角。以上五个角度κr、κr′、λs、γO、αO为车刀的基本标注角度。在此，κr、λs确定了主切削刃S的空间位置，κr′、λs′确定了副切削刃S′的空间位置；γO、αO则确定了前面Ar和后面Aα的空间位置，γO′、αO′则确定了副前面Ar′和副后面Aα′的空间位置。04不同刀具角度对加工的影响前角主要影响切屑变形和切削力的大小以及刀具耐用度和加工表面质量的高低。前角增大，可以使切削变形和摩擦阻力减小，切削力和切削热降低，加工表面质量提高；但前角过大会使切削刃强度减弱，散热条件变差，刀具寿命下降，甚至会造成崩刃。前角减小，刀具强度提高，切屑变形增大，易断屑；但前角过小，会使切削力和切削热增加，刀具强度随之降低。后角主要影响后刀面与过渡表面层之间的摩擦和刀头的强度。后角越大，摩擦越小，刀具耐用度越高，加工表面质量越好；但后角太大会导致刀头强度减弱，散热情况变差。主偏角影响刀具的耐用度、已加工表面粗糙度与切削分力。减小主偏角，主刃参加切削的长度增加，负荷减轻，同时加强了刀尖，增大了散热面积，使刀具寿命提高；但同时会使吃刀抗力增大，当加工刚性较弱的工件时，易引起工件变形和振动。副偏角影响已加工表面的粗糙程度和刀尖强度。减小副偏角，可以使被加工表面光洁，还可提高刀具强度，改善散热条件；过小，则会使副切削刃与已加工面的摩擦增加，引起震动，降低表面质量和刀具耐用度。刃倾角主要影响切屑流向、刀尖强度和抗冲击能力。刃倾角为正值,切削开始时刀尖与工件先接触切屑流向待加工表面，可避免缠绕和划伤已加工表面，对半精加工、精加工有利；刃倾角为负值，切削开始时刀尖与工件后接触，切屑流向已加工表面，容易将已加工表面划伤；在粗加工开始，尤其是在断续切削时，可避免刀尖受冲击，起到保护刀尖的作用。

刀具断屑可靠与否，对正常生产与操作者安全都有着重大影响。在切削加工中，崩碎切屑会飞溅伤人，并易研损机床；而长条带状切屑会缠绕在工件或刀具上，易刮伤工件，引发刀具破损，甚至影响工人安全。对于数控机床(加工中心)等自动化加工机床，由于其刀具数量较多，刀架与刀具联系密切，断屑问题就显得更为重要，只要其中—把刀断屑不可靠，就可能破坏机床的自动循环，甚至破坏整条自动线正常运转，所以在设计、选用或刃磨刀具时，必须考虑刀具断屑的可靠性。而对于数控机床(加工中心)等，并应满足下列要求：切屑不得缠绕在刀具、工件及其相邻的工具、装备上；切屑不得飞溅，以保证操作者与观察者的安全；精加工时，切屑不可划伤工件的已加工表面，影响已加工表面的质量；保证刀具预定的耐用度，不能过早磨损并竭力防止其破损；切屑流出时，不妨碍切削液的喷注；切屑不会划伤机床导轨或其他部件等。在满足上述要求的基础上，不同刀具对切屑长度还有不同要求。例如一般粗车钢料的＊大切屑长度为100mm左右；精车则应稍长。要避免过于细碎的切屑，因为它容易嵌入机床导轨和刀具装置的一些重要部位，这样不仅需要附加防护装置，还给清除切屑带来一定的困难。对于某些不易断屑的刀具，如成形车刀、切槽车刀和切断车刀等，在数控机床等自动化机床上，应保证其稳定的卷屑。一、切屑形状的分类根据工件材料、刀具几何参数和切削用量等的具体情况，切屑形状一般有：带状屑、C形屑、崩碎屑、宝塔状卷屑、发条状卷屑、长紧螺卷屑、螺卷屑等。（1）带状屑：高速切削塑性金属材料时，如不采取断屑措施，极易形成带状屑，此形屑连绵不断，常会缠绕在工件或刀具上，易划伤工件表面或打坏刀具的切削刃、甚至伤人，因此应尽量避免形成带状屑。但有时也希望得到带状屑，以使切屑能顺利排出。例如在立式镗床上镗盲孔时。（2）C 形屑：车削一般的碳钢、合金钢材料时，如采用带有断屑槽的车刀则易形成C形屑。C形屑没有了带状屑的缺点。但C形屑多数是碰撞在车刀后刀面或工件表面而折断的。切屑高频率的碰断和折断会影响切削过程的平稳性，从而影响已加工表面的粗糙度。所以，精加工时一般不希望得到C形屑．而多希望得到长螺卷屑，使切削过程比较平稳。（3）发条状卷屑：在重型车床上用大切深、大进给量车削钢件进，切屑又宽又厚，若形成C形屑则容易损伤切削刃，基至会飞崩伤人。所以通常将断屑槽的槽底圆弧半径加大，使切屑成发条状在加工表面上碰撞折断，并靠其自重坠落。（4）长紧卷屑：长紧卷屑形成过程比较平稳，清理也方便，在普通车床上是一种比较好的屑形。（5）宝塔状卷屑：数控加工、机床或自动线加工时，希望得到此形屑，因为这样的切屑不会缠绕在刀具和工件上。而且清理也方便。（6）崩碎屑 ：在车削铸铁、脆黄铜、铸青铜等脆性材料时，极易形成针状或碎片状的崩碎屑，既易飞溅伤人、又易研损机床。若采用卷屑措施，则可使切屑连成短卷状。总之，切削加工的具体条件不同，希望得到切屑的形状也不同，但不论什么形状的切屑，都要断屑可靠。

随着时间的推移和使用频率的增加，刀具的磨损是不可避免的。磨损不仅会降低刀具的效率，还会影响切削质量。因此，及时修复磨损的刀具，对于保持切削工具的性能和延长其使用寿命至关重要。本文将介绍一些常用的刀具磨损修复方法。检查步骤：1. 刀具检测  通过普通光学显微镜、扫描电子显微镜、显微拉伸实验等手段，对刀具进行外观、金相、显微组织的检验，以判断刀具是否需要维修。  2. 刀具拆卸  将需要维修的刀具拆卸后，对其进行清洗，并去除铜屑、油污和其他异物。 3. 刀具磨削  接下来就是对刀具进行磨削，使其恢复初始的形态。其中包括刀具刃口的磨削、几何参数的修正、表面光洁度的提高等。修理步骤：一、刃口修复  当刀具的刃口磨损严重时，需要进行刃口修复。刃口修复可以通过刃磨或刃磨砂轮进行。首先，使用磨刀机将刀具放在磨刀架上，调整刀具和砂轮的位置，确保刀具与砂轮接触的角度正确。然后，打开磨刀机并将刀具轻轻推入砂轮，进行刀刃的磨削。在磨削过程中，要保持较低的磨削速度和适当的冷却液，以避免过热和刀具变形。＊后，用手触摸刀刃，检查刀刃的锋利度和光滑度，确保修复效果。    二、刀片更换  当刀片的磨损超过可修复的限度时，需要进行刀片更换。刀片更换是一种较为常见的刀具磨损修复方法。首先，将刀具固定在刀具架上，然后使用扳手或其他工具拆下磨损的刀片。接下来，选择适合的新刀片，将其插入刀具架中，确保刀片安装牢固。＊后，用手轻轻摇动刀片，检查其固定性和稳定性，确保刀片更换成功。    三、刀具涂层修复  某些刀具具有涂层，如钛合金涂层、碳化物涂层等。当涂层磨损时，

刀具磨损原因主要有以下几种：1、硬质点磨损，因为材料中含有一些碳化物、氮化物、积屑瘤残留物等质点杂质。  2、粘结磨损，加工过程中，切屑与刀具接触面在一定的温度与压力下，产生塑性变形而发生冷焊现象，刀具表面粘结点被切屑带走而发生的磨损。  3、扩散磨损，由于切削时高温作用，刀具与工件材料中的合金元素相互扩散，而造成刀具磨损。   4、氧化磨损，硬质合金刀具切削温度达到700-800℃时，刀具中一些碳、钴、碳化钛等被空气氧化，在刀具表层形成一层硬度较低的氧化膜，当氧化膜磨损掉后在刀具表面造成的磨损。  5、相变磨损，在切削的高温下，刀具金相组织发生改变，从而引起硬度降低造成的磨损。刀具在断续切削条件下，由于强烈的机械与热冲击，超过刀具材料强度，将引起刀具破损。在机械载荷作用下，降低了刀具材料疲劳强度，容易引起机械裂纹而破损。  影响刀具寿命的因素较多，主要归纳为5个方面：工件材料、刀具材料及其几何参数、切削用量、刀具的刃磨质量、切削液冷却。切削速度对切削温度影响＊大，因而切削速度对刀具寿命的影响＊大。在制定切削用量时，需确定具体切削工序的切削深度、进给量、切削速度及刀具寿命。需综合考虑生产率、加工质量和加工成本。切削深度的选择，进给量的选择，切削速度的选择需科学合理。  从介质方面考虑，切削液选择也需多方面考量，重点关注切削液的润滑性能、冷却性能。通常在粗加工过程中，切削量大，易出现刀具磨损严重，现场烟雾较多问题。可以通过调整切削液浓度或使用冷却性能优异的切削液。加工过程中出现崩刀，重点核查刀具材质、强度等几何参数是否满足要求。

随着时代的发展，科技的进步，企业对生产的优化，自动加工设备的广泛运用使得自动批量加工模式越来越普及。但在切削加工过程中由于刀具磨损状态的不可控性，便容易引起不良或是批量废品的异常现象。因此客户往往采用固定加工次数换刀来避免此类状况，却任需在加工过程中定时多次检查刀具状态以及工件各尺寸的要求。  刀具磨损监控系统能够实时记录刀具/砂轮加工过程中的信号变化，据此确定＊优化的换刀时间，提醒操作人员进行换刀，同时也可用于评价刀具性能。1，生产过程中为保证加工工件质量，通常选择保守使用刀具，无法＊大化的利用刀具。刀具磨损监控系统通过刀具加工工件所产生的信号变化，来判断当前刀具状态，提高刀具寿命、节省成本。2，通过设置刀具的磨损极限，实时监测刀具的磨损状态，当刀具的磨损到达极限时，及时给出换刀信号，避免因为刀具提前失效而导致的零件批量性缺陷。3，通过刀具磨损监控系统采集到的实时加工数据进行对比分析，可以评价刀具的性能。通过实时检测判断刀具磨损的情况，及时更换磨损的刀具，避免加工材料的损耗，时间的流失以及设备的损坏等，因刀具磨损产生的加工质量下降的问题。