高速切削 磨损寿命的研究

    从20世纪80年 始，由于数控机床的主轴、进给系统等功能部件设计制造技术的突破，数控机床的主轴转速和进给速度均大幅度提高，在现代制造技术全面进步的推动下，切削加工技术开始进入高速切削的新阶段。目前，高速切削已在模具、航空、汽车等制造业领域得到了大量应用，产生了显著的经济效益，并正向其它应用领域拓展。
　　
　　高速切削加工对 提出了一系列新的要求。研究表明，高速切削时，造成 损坏的主要原因是在切削力和切削温度作用下因机械摩擦、粘结、化学磨损、崩刃、破碎以及塑性变形等的引起的磨损和破损。因此，对高速切削 材料最主要的性能要求是耐热性、耐磨性、化学稳定性、抗热震性以及抗涂层破裂性能等。陶瓷、CBN、PCD、金属陶瓷等 材料具有良好的耐热性和耐磨性，当其韧性得到改善后，非常适合用于高速切削。先进涂层技术的发展进一步改善了 材料的性能。目前，新型涂层材料和涂层工艺的开发方兴未艾，预示着涂层 在高速切削领域将有巨大发展潜力和广阔应用前景。
　　
　　本文对高速切削加工时 、立方氮化硼 、金刚石 、金属 和涂层 的磨损机理进行了综合评述，对 的磨损形态和磨损寿命进行了分析，这些研究将有益于实际生产加工中对高速切削 的合理选用与磨损控制。
　　
　　2高速切削 的磨损形态
　　
　　高速切削时， 的主要磨损形态为后刀面磨损、微崩刃、边界磨损、片状剥落、前刀面月牙洼磨损、塑性变形等。
　　
　　后刀面磨损是高速切削 最经常发生的磨损形式，可看作是 的正常磨损。后刀面磨损带宽度的加大会使 丧失切削性能，在高速切削时常采用后刀面上均匀磨损区宽度VB值作为 的磨损极限。
　　
　　微崩刃是在 切削刃上产生的微小缺口，常发生在断续高速切削时，通过选用韧性好的 材料、减小进给量、改变 主偏角以增加稳定性等措施，均可减小微崩刃的发生概率。通常只要将 微崩刃的大小控制在磨损限度以内， 仍可继续切削。
　　
　　边界磨损发生在 后刀面的刀—工接触边缘处，形状通常为一狭长沟槽，因此也称为沟槽磨损。高速切削不锈钢、高温合金（如Inconel718）时 容易发生边界磨损，其原因是工件表面的加工硬化使刀—工接触边界的工件材料硬度最高。加工外圆时，刀—工接触边界的切削速度最高，因此也容易形成边界磨损。此外，用 高速切削铸铁时也容易发生边界磨损。
　　
　　片状剥落多发生在 的前、后刀面上，其原因是刀—屑或刀—工接触区的接触疲劳或热应力疲劳所致。当剥落很小时，被认为是磨损；但在很多情况下，由于疲劳裂纹源距 表 有一定深度，裂纹扩展后所形成的剥落块往往大于 的磨损限度，一旦发生剥落，即可使 失效，形成剥落破损。 端铣钢和铸铁时，前刀面上经常出现贝壳状剥落；涂层 因涂层材料与基体材料粘结强度不够也易发生剥落。
　　
　　前刀面月牙洼磨损最常出现在塑性金属的高速切削加工中。塑性变形多发生在切削温度较高而 红硬性较差的切削条件下，超硬 材料在切削速度很高时也可能发生塑性变形现象。

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