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摘 要：金属切削是比较基础的加工方式，已经在制造领域的各个行业得到了广泛应用，在对金属实施切削中的刀具月牙洼磨损以及塑性变形的问题一直是这一领域比较关注的，所以加强对其理论的研究能够更好的指导实践操作。基于此，本文主要就金属切削中刀具磨损的形式和原理进行分析，以及对月牙洼磨损测量装置等理论问题加以分析探究，希望此次理论研究对实际操作有所裨益。
关键词：金属切削；刀具磨损；塑性变形
0.引言
针对刀具磨损的相关研究主要是在刀具的寿命计算以及磨损的机理等方面，刀具前刀面月牙洼磨损以及后刀面的磨损在刀具磨损研究当中占有比较重要的地位。金属切削加工是机械制造工业的重要加工方法，切削加工在多数情况下是效率高以及最经济的加工方法，故此加强这一方面的相关理论研究就比较重要。
1.金属切削中刀具磨损形式及磨损原理分析
1.1金属切削中刀具磨损形式分析
磨损主要是发生在接触面接触尖峰或者是微接触点，刀具的磨损对切削的功率以及加工的质量等方面都会产生很大的影响，对刀具磨损产生影响的因素比较多，主要有工件材料和物理特性，以及磨损交界面接触条件和刀具技术，加工机床的动态特性。对金属切削中的刀具磨损形式主要能够分成非正常磨损和正常磨损两种类型。其中的非正常磨损主要是生产中偶尔出现刀具不是逐渐磨损而是突然崩刃以及卷刃等[1]。而正常磨损则是金属切削中刀具前后刀面和切削加工表面接触，并在接触区发生剧烈摩擦，同时也有着高压及高温的相伴，所以对其就会形成逐渐的磨损。
1.2金属切削中刀具磨损原理分析
金属切削过程中的刀具磨损由于工件和刀具材料等方面的不同，也会在磨损的强度以及机理方面有所差异。其中在粘结磨损的原理上主要是高温高压基础上摩擦副表面微观高低不平接触点会发生粘结从而形成微焊点。并且在两个摩擦面的相对运动下，微焊点就会发生破裂被对方带走从而造成粘结磨损。而在磨粒磨损的机理方面则主要是微小硬质点在刀具表面划出的沟纹所造成的磨损，磨损的表面会出现由于磨粒刮擦造成的微小沟纹，这一磨损在各种切削速度下都会存在并且磨损量也会相对较大。
2.金属切削中切削材料塑性变形及月牙洼磨损测量装置
2.1金属切削中切削材料塑性变形
金属切削当中的切削材料塑性变形是重要的问题，金属切削当中采取快停设备能够冻結切削形成过程，金属切削中主要有三个塑性变形区，这几个变形区变形机理均为剪切变形。从第一变形区方面主要是从刀尖延伸到切削自由表面和工件表面交接处。第一变形区切削材料塑性变形是对切削过程形成的必要条件，刀具的前面以及切削底面摩擦及粘结就使得切削在临近刀具前刀面附近材料发生了塑性变形就形成了第二变形区，而第三变形区则主要是通过刀具圆角以及积屑存在造成[2]。另外就是金属切削中的切削材料在第一变形区就发生了瞬时大变形，从而产生应变率。
2.2金属切削中月牙洼磨损测量装置
金属切削中的月牙洼磨损测量装置采取将CCD激光位移传感器和二维微动平台相结合，而激光位移传感器则是通过三角原理及回波分析的原理实施的非接触位置以及位移测量精密传感器。测量中传感器向被测表面发射一道激光束，在接收器透镜下将光线聚集在CCD上，通过这一的检测来对物体的位移量变化进行验证。每个月牙洼磨损表面在其宽度的范围内测取七个截面月牙洼磨损轮廓，间隔的距离方面为0.2毫米。
另外在切削的温度以及切削力测量装置方面，切削实验中通常很难测量刀削交界面温度分布，硬质合金刀具切削碳钢材料过程中粘结磨损以及扩散磨损是月牙洼产生的磨损机理，其中的温度则是对粘结评价以及扩散磨损的关键物理量。实际的加工中热电偶放置在加工好的小孔当中，从而确保热电偶前端和孔的末端紧密接触并形成良好热传递[3]。对热电偶输出端配备高精度智能温控器，这样就能对热电偶输出信号实施放大处理以及滤波显示。通过这一测量装置就能够获取刀具局部点的实时温度数据。
2.3高度切削中月牙洼磨损模型理论分析
对于高速切削比较简单的理解就是比常规切削速度高很多的超高区域实施的切削加工。虽然高速切削有着诸多的优势，但在高速切削中的剧烈摩擦也会造成严重的刀具磨损，对刀具的寿命大大减少，对其进行磨损模型的研究就比较重要。通过相关的调查能够发现，硬质合金刀具实施高速切削过程中，扩散磨损则是月牙洼磨损的主要磨损机理，一般认为是高温是其扩散磨损的主要原因[4]。结合实验测量的月牙洼磨损轮廓及刀屑交界面温度分布采取回归分析法来计算月牙洼磨损模型当中的系数，在原扩散模型基础上复合了由于切削推力作用在月牙洼长度方向上产生的磨损量，这一复合模型准确的预测了刀具失效前任意时刻的月牙洼磨损轮廓。高速相机上的CCD电荷祸合器件可以采集可见光谱范围内光波的热辐射能，车削实验中较理想的正交切削条件保证了均匀的月牙洼长度。
3.结语
综上所述，针对金属切削当中的刀具月牙洼磨损以及塑性变形的问题，在简要的分析下能够进一步的深化对其认识。由于本文的篇幅限制在诸多方面还没有得到全面研究，其中对普通速度切削中的月牙洼磨损模型的完善方面还需要加强研究。希望此次的理论研究能起到抛砖引玉的作用以待后来者居上。
参考文献
[1]王清江，杜劲.工件材料热导率对刀具前刀面最高温度的影响研究[J]. 工具技术. 2013（09）
[2]洪肇斌，杨兆军，张学成，王佰超.基于齿面发生线的弧齿锥齿轮铣削加工仿真分析[J]. 吉林大学学报（工学版）. 2013（02）
[3]程耀楠，刘献礼，李振加，刘利，王海婷.极端重载切削条件下的刀-屑粘结失效[J]. 机械工程学报. 2014（19）
[4]朱平，阿达依·谢尔亚孜旦，张宏新.弧齿锥齿轮精加工工艺方法综述[J]. 机械传动. 2014（09）
关键词：金属切削；刀具磨损；塑性变形
0.引言
针对刀具磨损的相关研究主要是在刀具的寿命计算以及磨损的机理等方面，刀具前刀面月牙洼磨损以及后刀面的磨损在刀具磨损研究当中占有比较重要的地位。金属切削加工是机械制造工业的重要加工方法，切削加工在多数情况下是效率高以及最经济的加工方法，故此加强这一方面的相关理论研究就比较重要。
1.金属切削中刀具磨损形式及磨损原理分析
1.1金属切削中刀具磨损形式分析
磨损主要是发生在接触面接触尖峰或者是微接触点，刀具的磨损对切削的功率以及加工的质量等方面都会产生很大的影响，对刀具磨损产生影响的因素比较多，主要有工件材料和物理特性，以及磨损交界面接触条件和刀具技术，加工机床的动态特性。对金属切削中的刀具磨损形式主要能够分成非正常磨损和正常磨损两种类型。其中的非正常磨损主要是生产中偶尔出现刀具不是逐渐磨损而是突然崩刃以及卷刃等[1]。而正常磨损则是金属切削中刀具前后刀面和切削加工表面接触，并在接触区发生剧烈摩擦，同时也有着高压及高温的相伴，所以对其就会形成逐渐的磨损。
1.2金属切削中刀具磨损原理分析
金属切削过程中的刀具磨损由于工件和刀具材料等方面的不同，也会在磨损的强度以及机理方面有所差异。其中在粘结磨损的原理上主要是高温高压基础上摩擦副表面微观高低不平接触点会发生粘结从而形成微焊点。并且在两个摩擦面的相对运动下，微焊点就会发生破裂被对方带走从而造成粘结磨损。而在磨粒磨损的机理方面则主要是微小硬质点在刀具表面划出的沟纹所造成的磨损，磨损的表面会出现由于磨粒刮擦造成的微小沟纹，这一磨损在各种切削速度下都会存在并且磨损量也会相对较大。
2.金属切削中切削材料塑性变形及月牙洼磨损测量装置
2.1金属切削中切削材料塑性变形
金属切削当中的切削材料塑性变形是重要的问题，金属切削当中采取快停设备能够冻結切削形成过程，金属切削中主要有三个塑性变形区，这几个变形区变形机理均为剪切变形。从第一变形区方面主要是从刀尖延伸到切削自由表面和工件表面交接处。第一变形区切削材料塑性变形是对切削过程形成的必要条件，刀具的前面以及切削底面摩擦及粘结就使得切削在临近刀具前刀面附近材料发生了塑性变形就形成了第二变形区，而第三变形区则主要是通过刀具圆角以及积屑存在造成[2]。另外就是金属切削中的切削材料在第一变形区就发生了瞬时大变形，从而产生应变率。
2.2金属切削中月牙洼磨损测量装置
金属切削中的月牙洼磨损测量装置采取将CCD激光位移传感器和二维微动平台相结合，而激光位移传感器则是通过三角原理及回波分析的原理实施的非接触位置以及位移测量精密传感器。测量中传感器向被测表面发射一道激光束，在接收器透镜下将光线聚集在CCD上，通过这一的检测来对物体的位移量变化进行验证。每个月牙洼磨损表面在其宽度的范围内测取七个截面月牙洼磨损轮廓，间隔的距离方面为0.2毫米。
另外在切削的温度以及切削力测量装置方面，切削实验中通常很难测量刀削交界面温度分布，硬质合金刀具切削碳钢材料过程中粘结磨损以及扩散磨损是月牙洼产生的磨损机理，其中的温度则是对粘结评价以及扩散磨损的关键物理量。实际的加工中热电偶放置在加工好的小孔当中，从而确保热电偶前端和孔的末端紧密接触并形成良好热传递[3]。对热电偶输出端配备高精度智能温控器，这样就能对热电偶输出信号实施放大处理以及滤波显示。通过这一测量装置就能够获取刀具局部点的实时温度数据。
2.3高度切削中月牙洼磨损模型理论分析
对于高速切削比较简单的理解就是比常规切削速度高很多的超高区域实施的切削加工。虽然高速切削有着诸多的优势，但在高速切削中的剧烈摩擦也会造成严重的刀具磨损，对刀具的寿命大大减少，对其进行磨损模型的研究就比较重要。通过相关的调查能够发现，硬质合金刀具实施高速切削过程中，扩散磨损则是月牙洼磨损的主要磨损机理，一般认为是高温是其扩散磨损的主要原因[4]。结合实验测量的月牙洼磨损轮廓及刀屑交界面温度分布采取回归分析法来计算月牙洼磨损模型当中的系数，在原扩散模型基础上复合了由于切削推力作用在月牙洼长度方向上产生的磨损量，这一复合模型准确的预测了刀具失效前任意时刻的月牙洼磨损轮廓。高速相机上的CCD电荷祸合器件可以采集可见光谱范围内光波的热辐射能，车削实验中较理想的正交切削条件保证了均匀的月牙洼长度。
3.结语
综上所述，针对金属切削当中的刀具月牙洼磨损以及塑性变形的问题，在简要的分析下能够进一步的深化对其认识。由于本文的篇幅限制在诸多方面还没有得到全面研究，其中对普通速度切削中的月牙洼磨损模型的完善方面还需要加强研究。希望此次的理论研究能起到抛砖引玉的作用以待后来者居上。
参考文献
[1]王清江，杜劲.工件材料热导率对刀具前刀面最高温度的影响研究[J]. 工具技术. 2013（09）
[2]洪肇斌，杨兆军，张学成，王佰超.基于齿面发生线的弧齿锥齿轮铣削加工仿真分析[J]. 吉林大学学报（工学版）. 2013（02）
[3]程耀楠，刘献礼，李振加，刘利，王海婷.极端重载切削条件下的刀-屑粘结失效[J]. 机械工程学报. 2014（19）
[4]朱平，阿达依·谢尔亚孜旦，张宏新.弧齿锥齿轮精加工工艺方法综述[J]. 机械传动. 2014（09）