如何避免刀具在铣削粒子增强复合材料时出现磨损？

1.前面的切削刃的裂纹和崩刃

1）C₃N₄涂层和金刚石薄膜的高硬度和高脆性，在断续铣削中，受到高频率的机械冲击和热冲击，切削初期将产生微小裂纹，随着切削的继续，冲击和切削振动的加大，微小裂纹加大，进而破碎、剥落，使切削刃产生崩刃。崩刃尺寸在磨损极限内（VB＜0.4mm），刀具仍可以继续切削。切削大颗粒的SiC_P的铝基复合材料，主要产生崩刃破损。

2）SiC_P颗粒所占的比例越多，产生的崩刃的速率就越快，程度越严重。

3）切削速度越高，产生冲击的频率越高，切削刃产生崩刃的程度越严重。

2.后面的沟槽磨损

1）前面上产生的涂层剥落或金刚石薄膜的破碎及切削刃撞碎的SiC_P颗粒都散布在后面与已加工表面之间，高硬度的SiC_P颗粒对刀具后面产生反切削，使后切削面产生严重的磨损。切削刃产生涂层剥落后使得完整的涂层破裂，因此在后面上的涂层除了有磨粒磨损，也逐渐产生涂层剥落，直至完全剥落使刀具丧失切削能力。

2）刀具切削时，对于复合材料中的SiC_P颗粒小于10μm以下细颗粒，切削刃切削时不能将其破碎，而是使其转动或将其推向基体材料中，刀具后面与高硬度的SiC_P颗粒产生剧烈的摩擦，产生耕犁性沟槽。而且随着SiC_P颗粒体积占的比例越多，刀具与坚硬的SiC_P颗粒接触的概率越多，后面上产生的沟槽磨损越多。因此切削细颗粒的SiC_P增强复合材料时，后面主要产生的是磨粒磨损。

3）随着切削速度的提高，后面与SiC_P颗粒摩擦越严重，磨损速度加快。因此铣削颗粒增强复合材料时，宜采用较低的切削速度，以减轻刀具的磨损。(www.xing528.com)

3.粘结磨损

复合材料中存在高硬度的SiC_P颗粒，切削时只能采用低速切削，当切削速度低于30m/min时，由于基体中的铝合金塑性大，刀具切削时前方的铝合金基体发生流动变形，基体材料间产生强烈的内摩擦生成摩擦热，刀具与高塑性的铝合金基体和高硬度的SiC_P颗粒产生剧烈的摩擦，产生大量的摩擦热，在切削刃和刀尖处的温度可以达到500～700℃，切屑更加变软，在高温高压的作用下，切屑极易粘到前面上造成粘结磨损。对于金刚石刀具切削温度超过700℃产生氧化，刀具硬度会大幅下降，失去切削能力。因此切削时应采取适当的冷却，降低切削温度，可采用微量油雾润滑，将切削区温度控制在500℃以下，保持金刚石刀具的硬度不下降，油雾还可以起到润滑作用，有效防止产生粘刀现象。

4.提高刀具使用寿命的措施

1）C₃N₄涂层硬质合金刀具和金刚石刀具刃口应当进行钝化，刃口钝圆半径R_n=40～50μm，可以有效提高刀具的抗冲击性力，延缓切削刃产生裂纹的时间，减轻刀具产生崩刃的程度，提高刀具的使用寿命。

2）采用圆刀片可以增加切削刃的强度，提高抗冲击的能力，可提高刀具的使用寿命。如果采用可旋转的圆刀片，可以增大刃倾角，增大实际切削前角，减小切削力。刀片旋转，散热条件改善，同时圆切削刃360°都可以参加切削，可使刀具使用寿命大幅提高。

3）立铣刀采用大螺旋角β=45°～50°，面铣刀采用负刃倾角λ_s=-（3°～5°），可以有效地提高刀具的抗冲击能力，减轻切削刃产生崩刃的概率和破损的程度，提高刀具使用寿命。

4）适当的增加每齿进给量，可以提高刀具的使用寿命。因为每齿进给量提高后，对于每个刀齿参加切削的次数相对减少，被复合材料磨损的次数减少了，刀具的使用寿命会有所提高，同时由于进给量提高了，切削效率也可以相应地提高。因此对于切削加工颗粒增强复合材料，为了提高刀具的使用寿命，应当采用“低速、小切深、较大进给”的切削方法，这也是加工颗粒增强复合材料行之有效的方法。