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 硬質(zhì)合金刀片高速切削的機理：高速切削技術(shù)的應用和發(fā)展是以高速切削機理為理論基礎。通過(guò)對高速加工中切屑形成機理、切削力、切削熱刀具磨損、表面質(zhì)量等技術(shù)的研究，也為開(kāi)發(fā)高速機床、高速加工刀具提供了理論指導。

    傳統速度和進(jìn)給率的切削機理在很多年前就已經(jīng)被掌握。硬質(zhì)合金刀具切削材料時(shí)涉及2 個(gè)界面：切屑與刀具界面和工件與刀具界面；3 個(gè)剪切區：基本剪切區、第二剪切區和第三剪切區。主要過(guò)程是塑性變形使切屑在基本剪切區內從母體材料上被剪切。高速切屑變形機理在很大程度上與熱量有關(guān)。P.Mathew 認為，隨著(zhù)切削速度的增加，切削流受到的阻力減小，從而使切削變薄、切削力減小。硬質(zhì)合金刀片高速切削機理如下 所示。

    高速度→高應變率溫度升高→材料軟化→高速薄切削→剪切角減小→切削力減小

    從上面的硬質(zhì)合金刀片高速加工機理得知，在高速切削過(guò)程中，約75%以上的切削熱是被切屑迅速帶走的，所以工件和
刀具基本保持冷態(tài)。

    連續形切屑形成的原因是：高熱擴散率，體心立方（bcc）/面心立方（fcc）晶體結構，低硬度。鋸齒形切屑的形成原因是：剪切的不穩定性，低熱擴散率，緊密排列的六邊形晶體結構，高硬度。在達到高速加工的臨界速度時(shí)，切屑會(huì )從連續向鋸齒形過(guò)渡。這說(shuō)明高速加工切屑流是一種非線(xiàn)性材料流。也有研究人員提出用流體力學(xué)等理論研究高速切削過(guò)程中的材料變形行為。在高速加工中，擴散磨損占主導地位。

    在這方面，國內高校在切屑形成機理、切削力與切削溫度規律、切削方程式、刀具磨損機理等方面開(kāi)展了大量的研究。研究了切屑彎曲、金屬材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能與熱塑剪切失穩機理，探討了切削條件對金屬變形、變形速度和材料的物理力學(xué)性能等的影響，提出金屬切削最小能量耗散原理和非自由切削力學(xué)理論體系。山東大學(xué)切削加工研究組結合陶瓷刀具材料的研究，研究了A12O3 基陶瓷刀具高速硬切削(車(chē)削和端銑)的切削力、切削溫度、刀具磨損和破損、加工表面質(zhì)量等，建立了有關(guān)切削力、切削溫度模型、刀具磨損與破損理論、加工表面質(zhì)量變化規律等；研究了模具高速切削加工技術(shù)與策略以及高速切削數據庫技術(shù)等；研究了多場(chǎng)耦合的高速切削變形行為，創(chuàng )建了融合切削學(xué)和陶瓷材料學(xué)于一體的基于切削可靠性的陶瓷刀具材料設計新理論；在國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項目“大型航空整體結構件加工變形機理及精度保障技術(shù)”的資助下，從塑性力學(xué)、位錯理論的角度研究高速切削加工的切屑形成機理、剪切區變形，從微觀(guān)角度對高速切削變形區進(jìn)行精確描述；建立了高速切削已加工表面位錯硬化動(dòng)力學(xué)模型，通過(guò)已加工表面形成能理論和位錯—能量模型，研究了高速切削加工的不均勻熱—力耦合場(chǎng)對表面變質(zhì)層不同的影響，探索了高速切削加工表面變質(zhì)層形成的微觀(guān)特征。

    了解硬質(zhì)合金刀片高速切削的機理將有助于您選購優(yōu)質(zhì)硬質(zhì)合金刀片并合理使用硬質(zhì)合金刀具，從而為您節省成本并提高您的生產(chǎn)效率。

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