切削时，刀具表面与切屑和工件表面间的接触区产生剧烈摩擦，同时温度和压力很高，其结果是刀具的前刀面和后刀面磨损。
1）刀具磨损的形态
（1）前刀面磨损（月牙洼磨损）
加工塑性材料时，若切削速度较高、切削厚度较大，会在前刀面上磨出一个月牙洼，如图3.18所示。因为月牙洼处的切削温度最高，因此磨损最大。月牙洼和切削刃之间有一条棱边，在磨损过程中，月牙洼逐渐加深加宽，当月牙洼扩展到接近刃口时，切削刃的强度将大大减弱，结果导致崩刃。月牙洼磨损量以其宽度KB和深度KT表示。
图3.18 刀具的典型磨损形式
（2）后刀面磨损
由于加工表面和后刀面间存在着强烈的摩擦，在后刀面上毗邻切削刃的地方很快就磨出一个后角为零的小棱面，这就是后刀面磨损，如图3.18所示。在切削速度较低、切厚较小的情况下，切削塑性金属以及脆性金属时，一般不产生月牙洼磨损，但会发生后刀面磨损。
在参与切削工作的切削刃对应各点上，后刀面磨损是不均匀的。从图3.18可见，在刀尖部分（C区）由于强度和散热条件差，因此磨损剧烈，其最大值为VC。在切削刃靠近工件外表面处（N区），由于加工硬化层或毛坯表面硬层等影响，往往在该区产生较大的磨损沟而形成缺口。该区域的磨损又称为“边界磨损”，其磨损量用VN表示。在参与切削的切削刃中部（B区），其磨损较均匀，以VB表示平均磨损值，以VBmax表示最大磨损值。
（3）前、后刀面同时磨损
这是一种兼有上述两种情况的磨损形式。在切削塑性金属时，若切削厚度适中，经常会发生这种形态的磨损。
2）刀具磨损的原因
为了减小和控制刀具磨损以及研制新型刀具材料，必须研究刀具磨损的原因和本质，即从微观上探讨刀具在切削过程中是怎样磨损的。刀具经常工作在高温、高压下，其磨损经常是机械、热、化学等多种作用的综合结果，实际情况很复杂，尚待进一步研究。到目前为止，认为刀具磨损的机理主要有以下几个方面。
（1）硬质点划痕（磨料磨损）
硬质点划痕（磨料磨损）是一种纯机械作用的结果。切削时，工件或切屑中的微小硬质点（碳化物如Fe3 C、TiC等，氮化物如AlN、Si3 N4等，氧化物如SiO2、Al2O3等）以及积屑瘤碎片，不断滑擦前后刀面，划出沟纹，很像砂轮磨削工件一样，刀具被一层层磨掉。
磨料磨损在各种切削速度下都存在，但在低速下磨料磨损是刀具磨损的主要原因。这是因为在低速下，切削温度较低，其他原因产生的磨损不明显。刀具抵抗磨料磨损的能力大小主要取决于其硬度和耐磨性。
（2）黏结磨损（冷焊磨损）
切屑底面和工件表面与前后刀面之间存在着很大的压力和强烈的摩擦，当它们达到原子间距离时，就会发生黏结，也称冷焊（即压力黏结）。由于摩擦副的相对运动，冷焊黏结将被破坏而被一方带走，从而造成黏结磨损。
由于工件的硬度比刀具的硬度低，所以冷焊黏结破坏往往发生在工件或切屑一方。但由于交变应力、接触疲劳、热应力以及刀具表层结构缺陷等原因，冷焊黏结的破坏也会发生在刀具一方。这时刀具材料表面的颗粒被工件或切屑带走，从而造成刀具磨损。这是一种物理作用（分子吸附作用）。在中等偏低的速度下切削塑性材料时黏结磨损较为严重。
（3）扩散磨损
由于切屑温度很高，刀具与工件刚切出的新鲜表面接触，化学活性很大，刀具与工件材料的化学元素有可能互相扩散，使二者的化学成分发生变化，削弱了刀具材料的切削性能，加速了刀具磨损。当接触面温度较高时，例如硬质合金刀片切钢，当温度达到800℃时，硬质合金中的钴迅速地扩散到切屑、工件中，WC分解为钨和碳扩散到钢中，如图3.19所示。随着切削过程的进行，切屑和工件都在高速运动，它们和刀具表面在接触区内始终保持着扩散元素的浓度梯度，从而使扩散现象持续进行，于是硬质合金发生贫碳、贫钨现象。而钴的减少，又使硬质相对黏结强度降低。切屑、工件中的铁和碳则扩散到硬质合金中去，形成低硬度、高脆性的复合碳化物，扩散的结果加剧了刀具磨损。
图3.19 扩散磨损
扩散磨损常与黏结磨损、磨料磨损同时产生。前刀面上温度最高处的扩散作用最强烈，于是该处外观常表征为月牙洼。抗扩散磨损能力取决于刀具的耐热性。氧化铝陶瓷和立方氮化硼刀具抗扩散磨损能力较强。
（4）化学磨损（氧化磨损）
当切削温度达到700~800℃时，空气中的氧在切屑形成的高温区中与刀具材料中的某些成分（Co、WC、TiC）发生氧化反应，产生较软的氧化物（Co3D4、CoO、WD3、TiD2），从而使刀具表面层硬度下降，较软的氧化物被切屑或工件擦掉而形成氧化磨损。这是一种化学反应过程。最容易在主副切削刃工作的边界处（此处易与空气接触）发生这种氧化反应。(www.xing528.com)
总之，在不同的工件材料、刀具材料和切削条件下，磨损的原因和强度是不同的。由图3.20不同切削温度对磨损的影响可得到结论：对于一定的刀具和工件材料，切削温度对刀具磨损具有决定性的影响。高温时扩散磨损、相变磨损（高温而产生相变）和氧化磨损强度较高；在中、低温时，黏结磨损占主导地位；磨料磨损则在不同切削温度下都存在。
图3.20 温度对磨损的影响
1—黏结磨损；2—磨料磨损；3—扩散磨损；4—相变磨损；5—化学磨损
3）刀具磨损过程
用切削时间和后刀面磨损量VB两个参数为坐标，则磨损过程可以用如图3.21所示的一条磨损曲线来表示。
图3.21 刀具的磨损曲线
磨损过程分为以下三个阶段。
（1）初期磨损阶段
初期磨损的特点：在极短的时间内，VB上升很快。由于新刀刃磨后，其表面存在微观不平度，后刀面与工件之间为凸峰点接触，故磨损很快。所以，初期磨损量的大小与刀具刃磨后表面质量有很大的关系，通常VB=0.05~0.1 mm。经过研磨的刀具，初期磨损量小，而且要耐用得多。
（2）正常磨损阶段
正常磨损的特点：刀具在较长的时间内缓慢地磨损，且磨损曲线基本呈线性关系。经过初期磨损后，后刀面上的微观不平度已经被磨掉，后刀面与工件的接触面积增大，压强减小，且分布均匀，所以磨损量缓慢且均匀地增加。这就是正常磨损阶段，也是刀具工作的有效时间段。曲线的斜率大小代表了刀具正常工作时的磨损强度。磨损强度是衡量刀具切削性能的重要指标之一。
（3）急剧磨损阶段
急剧磨损的特点：在相对很短的时间内，刀具磨损量急剧增加，进而完全失效。刀具经过正常磨损阶段后，切削刃变钝，切削力增大，切削温度升高，这时刀具的磨损情况发生了质的变化而进入急剧磨损阶段。这一阶段磨损强度很大。此时如刀具继续工作，不但不能保证加工质量，反而消耗刀具材料，经济上不合算。因此，刀具在进入急剧磨损阶段前必须重新刃磨刀具或换刀。
4）刀具的磨钝标准
刀具磨损到一定限度就不能再继续使用了，这个磨损限度称为磨钝标准。
一般刀具的后刀面上都有磨损，它对加工质量、切削力和切削温度的影响比前刀面磨损显著，同时后刀面磨损量易于测量。因此，工程中常用后刀面的磨损量来制定刀具的磨钝标准。它是以后刀面磨损带的中间部分平均磨损量能允许达到的最大值VB表示。ISO统一规定以1/2背吃刀量处后刀面上测定的磨损带高度VB作为刀具磨钝标准，如图3.22所示。
图3.22 磨钝标准的度量
自动化生产中用的精加工刀具，常以沿工件径向的刀具磨损尺寸作为衡量刀具的磨钝标准，称为刀具径向磨损量，以NB表示，如图3.22所示。
规定磨钝标准有两种考虑：一种是充分利用正常磨损阶段的磨损量，来充分利用刀具材料，减少换刀次数，它适用于粗加工和半精加工；另一种是根据加工精度和表面质量要求确定磨钝标准，此时VB值应取较小值，称为工艺磨钝标准。
在柔性加工设备上，经常也用切削力的数值作为刀具的磨钝标准，从而实现对刀具磨损状态的自动监控。
工艺系统刚性较差时应规定较小的磨钝标准。因为当后刀面磨损后，切削力将增大，尤以背向力FP增大最为显著。
切削难加工材料时，切削温度较高，一般应选用较小的磨钝标准。
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