工具破損の主な形態と原因には、次の側面が含まれます。
側面が摩耗している
工具側面の摩擦と摩耗は、機械的な交番応力によって引き起こされます。 工具の材質が軟らかい、バック角度が小さい、切削速度が速すぎる、加工プロセスでの送り速度が小さすぎる場合、切削工具の背面が過度に摩耗し、加工速度が低下します。加工面の寸法精度を高め、切削時の摩擦抵抗を高めます。 したがって、工具の背面摩耗の可能性を回避または低減するために、耐摩耗性の高い工具材料を選択し、切削速度を下げ、送り速度を上げ、同時に工具の背面角度を大きくする必要があります。
境界摩耗
主切れ刃と被削材の接触面で発生する摩耗です。 主な原因は、ワークの表面硬化や鋸歯状の切りくずによる摩擦です。 解決策は、切削速度と送り速度を下げ、耐摩耗性の工具材料を選択し、工具のすくい角を大きくして切れ刃を鋭くすることです。
すくい面の摩耗
工具のすくい面の摩擦や拡散による摩耗です。 主に切りくずと被削材との接触と加熱領域の拡散が原因です。 また、工具材質が柔らかすぎる、切削速度が速すぎる、送り速度が大きすぎるなどもすくい面の摩耗の原因となります。 すくい面が摩耗すると、工具が変形し、切りくず排出が妨げられ、刃先の強度が低下します。 この問題は、切削速度と送り速度を下げると同時に、コーティング付きの超硬工具を選択することで解決できます。
塑性変形
これは、高温または高応力の作用下での工具の刃先の変形です。 その理由は、切削速度と送り速度が速すぎる、被削材に固い部分がある、工具の材質が柔らかすぎる、刃先温度が高すぎるなどです。 塑性変形は、切りくず形成の品質に影響を与え、工具の崩壊につながります。 切削速度と送り速度を下げ、耐摩耗性と熱伝導性に優れた工具材料を選択することで、可塑性の発生を抑えることができます。
破片腫瘍
切削工具に被削材が付着して形成される付着物です。 切りくずの蓄積の形成は、ワーク表面の加工品質を大幅に低下させ、刃先の形状を変化させ、最終的に刃先の崩壊につながります。 この問題は、切削速度を上げること、超硬合金やコーティングを施したサーメットなどの工具材料を選択すること、および加工プロセスでクーラントを適切に使用することによって解決できます。
刃の剥離
これは、刃先にあるいくつかの小さなノッチの偏摩耗です。 断続切削や切りくず排出不良などが原因です。 刃先剥離を低減する方法は、加工時の送り速度を下げ、靭性の良い工具材質と刃先強度の高い刃物を選択することです。
壊れた刃
エッジ崩壊とは、ツールの刃先が崩壊することを指し、ツールを損傷するだけでなく、ワークピースにも損傷を与えます。 刃先の潰れの原因には、工具刃先の過度の摩耗と高い機械加工応力、工具材料が硬すぎる、刃先強度が不十分である、送り速度が大きすぎることが含まれます。 刃先の崩壊を避けるために、靭性に優れた合金工具を選択し、加工中の送り速度と切削深さを最小限に抑える必要があります。 また、強度の高い刃物や刃先の角を大きく丸めた刃物も選択可能です。
熱亀裂
これは断続切削による温度変化、刃先に垂直なクラックが原因です。 ホットクラックは、ワークピース表面の加工品質を低下させ、エッジの剥離につながります。 靭性に優れた合金工具を選択し、送り速度と切り込み深さを可能な限り減らし、乾式切削法を採用するか、湿式切削中に十分なクーラントを使用すると、高温割れが発生しにくくなります。