一、刀具磨損的形態(tài)及其原因
切削金屬時(shí)，刀具一方面切下切屑，另一方面刀具本身也要發(fā)生損壞。刀具損壞的形式主要有磨損和破損兩類(lèi)。前者是連續(xù)的逐漸磨損，屬正常磨損；后者包括脆性破損（如崩刃、碎斷、剝落、裂紋破損等）和塑性破損兩種，屬非正常磨損。
刀具磨損后，使工件加工精度降低，表面粗糙度增大，并導(dǎo)致切削力加大、切削溫度升高，甚至產(chǎn)生振動(dòng)，不能繼續(xù)正常切削。因此，刀具磨損直接影響加工效率、質(zhì)量和成本。

刀具正常磨損的形式有以下幾種：
1.前刀面磨損 2.后刀面磨損 3.邊界磨損(前、后刀面同時(shí)磨損）
從對(duì)溫度的依賴(lài)程度來(lái)看，刀具正常磨損的原因主要是機(jī)械磨損和熱、化學(xué)磨損。機(jī)械磨損是由工件材料中硬質(zhì)點(diǎn)的刻劃作用引起的，熱、化學(xué)磨損則是由粘結(jié)（刀具與工件材料接觸到原子間距離時(shí)產(chǎn)生的結(jié)合現(xiàn)象）、擴(kuò)散（刀具與工件兩摩擦面的化學(xué)元素互相向?qū)Ψ綌U(kuò)散、腐蝕)等引起的。
(1)磨粒磨損
在切削過(guò)程中，刀具上經(jīng)常被一些硬質(zhì)點(diǎn)刻出深淺不一的溝痕。磨粒磨損對(duì)高速鋼作用較明顯。
(2)粘結(jié)磨損
刀具與工件材料接觸到原子間距離時(shí)產(chǎn)生的結(jié)合現(xiàn)象，稱(chēng)粘結(jié)。粘結(jié)磨損就是由于接觸面滑動(dòng)在粘結(jié)處產(chǎn)生剪切破壞造成。低、中速切削時(shí)，粘結(jié)磨損是硬質(zhì)合金刀具的主要磨損原因。
(3)擴(kuò)散磨損
切削時(shí)在高溫作用下，接觸面間分子活動(dòng)能量大，造成了合金元素相互擴(kuò)散置換，使刀具材料機(jī)械性能降低，若再經(jīng)摩擦作用，刀具容易被磨損。擴(kuò)散磨損是一種化學(xué)性質(zhì)的磨損。
(4)相變磨損
當(dāng)?shù)毒呱献罡邷囟瘸^(guò)材料相便溫度時(shí)，刀具表面金相組織發(fā)生變化。如馬氏體組織轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，使硬度下降，磨損加劇。因此，工具鋼刀具在高溫時(shí)均用此類(lèi)磨損。
(5)氧化磨損
氧化磨損是一種化學(xué)性質(zhì)的磨損。
刀具磨損是由機(jī)械摩擦和熱效應(yīng)兩方面因素作用造成的。
1）在低、中速范圍內(nèi)磨粒磨損和粘結(jié)磨損是刀具磨損的主要原因。通常拉削、鉸孔和攻絲加工時(shí)的刀具磨損主要屬于這類(lèi)磨損。
2）在中等以上切削速度加工時(shí)，熱效應(yīng)使高速鋼刀具產(chǎn)生相變磨損、使硬質(zhì)合金刀具產(chǎn)生粘結(jié)、擴(kuò)散和氧化磨損。

二、刀具磨損過(guò)程、磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命
1、刀具磨損過(guò)程
隨著切削時(shí)間的延長(zhǎng)，刀具磨損增加。根據(jù)切削實(shí)驗(yàn)，可得圖示的刀具正常磨損過(guò)程的典型磨損曲線。該圖分別以切削時(shí)間和后刀面磨損量VB（或前刀面月牙洼磨損深度KT）為橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)。從圖可知，刀具磨損過(guò)程可分為三個(gè)階段：
1.初期磨損階段 2.正常磨損階段 3.急劇磨損階段
2、刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)
刀具磨損到一定限度就不能繼續(xù)使用。這個(gè)磨損限度稱(chēng)為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)定后刀面上均勻磨損區(qū)的高度VB值作為刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。
3、刀具的耐用度（刀具壽命）
一把新刀（或重新刃磨過(guò)的刀具）從開(kāi)始切削至磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止所經(jīng)歷的實(shí)際切削時(shí)間，稱(chēng)為刀具的耐用度，用T分鐘表示。又稱(chēng)為刀具壽命。

三、刀具的破損
刀具破損和刀具磨損一樣，也是刀具失效的一種形式。刀具在一定的切削條件下使用時(shí)，如果它經(jīng)受不住強(qiáng)大的應(yīng)力（切削力或熱應(yīng)力），就可能發(fā)生突然損壞，使刀具提前失去切削能力，這種情況就稱(chēng)為刀具破損。破損是相對(duì)于磨損而言的。從某種意義上講，破損可認(rèn)為是一種非正常的磨損。刀具的破損有早期和后期（加工到一定的時(shí)間后的破損）兩種。刀具破損的形式分脆性破損和塑性破損兩種。硬質(zhì)合金和陶瓷刀具在切削時(shí)，在機(jī)械和熱沖擊作用下，經(jīng)常發(fā)生脆性破損。脆性破損又分為：
1.崩刀 2.碎斷3.剝落 4.裂紋破損。

四、刀具的狀態(tài)監(jiān)控
如前所述，刀具損壞的形式主要是磨損和破損。在現(xiàn)代化的生產(chǎn)系統(tǒng)（如FMS、CIMS等）中，當(dāng)?shù)毒甙l(fā)生非正常的磨損或破損時(shí)，如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取措施，將導(dǎo)致工件報(bào)廢，甚至機(jī)床損壞，造成很大的損失。因此，對(duì)刀具狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控非常重要。
刀具破損監(jiān)測(cè)可分為直接監(jiān)測(cè)和間接監(jiān)測(cè)兩種。所謂直接監(jiān)測(cè)，即直接觀察刀具狀態(tài)，確認(rèn)刀具是否破損。其中最典型的方法是ITV（Industrial Television， 工業(yè)電視）攝像法。間接監(jiān)測(cè)法即利用與刀具破損相關(guān)的其它物理量或物理現(xiàn)象，間接判斷刀具是否已經(jīng)破損或是否有即將破損的先兆。這樣的方法有測(cè)力法、測(cè)溫法、測(cè)振法、測(cè)主電機(jī)電流法和測(cè)聲發(fā)射法等。

五、刀具耐用度(刀具壽命)的選擇原則
切削用量與刀具壽命有密切關(guān)系。在制定切削用量時(shí)，應(yīng)首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應(yīng)根據(jù)優(yōu)化的目標(biāo)而定。一般分最高生產(chǎn)率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種，前者根據(jù)單件工時(shí)最少的目標(biāo)確定，后者根據(jù)工序成本最低的目標(biāo)確定。
比較最高生產(chǎn)率耐用度Tp與最低生產(chǎn)成本耐用度Tc可知：Tc＞Tp。生產(chǎn)中常根據(jù)最低成本來(lái)確定耐用度，但有時(shí)需完成緊急任務(wù)或提高生產(chǎn)率且對(duì)成本影響不大的情況下，也選用最高生產(chǎn)率耐用度。刀具耐用度的具體數(shù)值，可參考有關(guān)資料或手冊(cè)選用。

選擇刀具壽命時(shí)可考慮如下幾點(diǎn)：
（1）根據(jù)刀具復(fù)雜程度、制造和磨刀成本來(lái)選擇。復(fù)雜和精度高的刀具壽命應(yīng)選得比單刃刀具高些。
（2）對(duì)于機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具，由于換刀時(shí)間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產(chǎn)效率，刀具壽命可選得低些，一般取15—30min。
（3）對(duì)于裝刀、換刀和調(diào)刀比較復(fù)雜的多刀機(jī)床、組合機(jī)床與自動(dòng)化加工刀具，刀具壽命應(yīng)選得高些，尤應(yīng)保證刀具可靠性。
（4）車(chē)間內(nèi)某一工序的生產(chǎn)率限制了整個(gè)車(chē)間的生產(chǎn)率的提高時(shí)，該工序的刀具壽命要選得低些；當(dāng)某工序單位時(shí)間內(nèi)所分擔(dān)到的全廠開(kāi)支 M較大時(shí)，刀具壽命也應(yīng)選得低些。
（5）大件精加工時(shí)，為保證至少完成一次走刀，避免切削時(shí)中途換刀，刀具壽命應(yīng)按零件精度和表面粗糙度來(lái)確定。

六、影響刀具耐用度Ｔ因素(見(jiàn)P43）
1、切削用量
切削用量對(duì)刀具耐用度Ｔ的影響規(guī)律如同對(duì)切削溫度的影響。
切削速度Vc、 背吃刀量（切削深度）ap、進(jìn)給量增大，使切削溫度提高，刀具耐用度Ｔ下降。
Vc影響最大、 進(jìn)給量f其次，ap影響最小。(見(jiàn)P43 刀具耐用度Ｔ計(jì)算公式2.28）
根據(jù)刀具耐用度合理數(shù)值T計(jì)算的切削速度稱(chēng)為刀具耐用度允許的切削速度，用VT表示，其計(jì)算式為：
顯然低成本允許的切削速度低于高生產(chǎn)率允許的切削速度。
2、工件材料
（1）硬度或強(qiáng)度提高，使切削溫度提高，刀具磨損加大，刀具耐用度Ｔ下降。
（2）工件材料的延伸率越大或?qū)嵯禂?shù)越小，切削溫度越高，刀具耐用度Ｔ下降。
3、刀具幾何角度
（1）前角對(duì)刀具耐用度的影響呈“駝峰形”。
（2）主偏角Κr減小時(shí)，使切削寬度bD增大，散熱條件改善，故切削溫度下降，刀具耐用度Ｔ提高。
4、刀具材料
刀具材料的高溫硬度越高、越耐磨，刀具耐用度Ｔ越高。
加工材料的延伸率越大或?qū)嵯禂?shù)越小，均能使切削溫度升高因而使刀具耐用度T降低。