在高速切削技術(shù)的發(fā)展過程中准徘，高速切削機床舷蟀、高速刀具系統(tǒng)和高速切削工藝是其中三項主要技術(shù)株汉，而刀具技術(shù)起到了非常關(guān)鍵的作用。隨著切削速度的大幅提高翅剔，對切削刀具材料仿扩、刀具幾何參數(shù)候隘、刀體結(jié)構(gòu)以及切削工藝參數(shù)等都提出了不同于傳統(tǒng)切削速度下的更高要求遂撮。由于高速切削時產(chǎn)生的切削熱和對刀具的磨損比普通速度時高得多毛甲，所以高速切削技術(shù)發(fā)展的一個重要障礙就是刀具材料的耐高溫和耐磨損問題斤杏。對刀具材料的要求主要包括以下幾方面：①高硬度摇零、高強度和耐磨損赠槽；②韌性好盗晓，抗沖擊能力強豪荧；③高的熱硬性和化學(xué)穩(wěn)定性矩粒；④抗熱沖擊能力強等。 

　　盡管目前的刀具材料已由早期的高速鋼筑陡、硬質(zhì)合金發(fā)展到陶瓷歧蛾、立方氮化硼（CBN）和金剛石厘赤，并且開發(fā)和應(yīng)用了刀具涂層技術(shù)和燒結(jié)層壓技術(shù)，但同時滿足上述要求還是很困難的喝爽，而且CBN妻铲、金剛石等刀具的價格也很高∧甓眩可見一味地追求刀具材料的發(fā)展與進(jìn)步吞杭，不是最優(yōu)的選擇。自滾切刀具從刀具結(jié)構(gòu)入手变丧，巧妙地使刀具增加了一個運動單元芽狗，改善了刀具的工作狀態(tài)，極大地提高了刀具材料的耐高溫痒蓬、抗磨損能力童擎。 

　　1．自滾切刀具的基本原理 

　　自滾切刀具采用圓形刀片，在切削過程中靠工件和刀具間的相對運動驅(qū)使刀片繞自身軸線不停地旋轉(zhuǎn)谊却。以車削加工為例柔昼，刀片的安裝方式一種是以圓刀片的端面作前刀面，周面作后刀面炎辨，稱為Ⅰ型自滾切刀具（前者刃傾角為正捕透，后者刃傾角為負(fù)）；另一種是以圓刀片的周面作前刀面碴萧，端面作后刀面乙嘀，稱為Ⅱ型自滾切刀具。 

　　由于自滾切刀具的刀片增加了一個切削運動單元勤消，它不僅具有斜角切削的特點美丝，而且后刀面的棱帶對工件表面還有滾壓作用，所以自滾切刀具的切削特點就是“滾”與“切”相結(jié)合源糖。它的很多切削概念都不同于普通刀具替塑，必須加以修正。 

　　2．自滾切刀具的兩個重要概念 

　∈Τ俊（1）刃傾角 

　　自滾切刀具的刃傾角是決定切削性能的重要參數(shù)看卦，也是使切削運動增加一個運動單元的先決條件。刃傾角對工作前研神、后角惩凉、流屑角，甚至對切削速度都有直接的影響纫益。 

　『憬蟆Ⅰ型刀具的軸線在XZ平面內(nèi)的傾斜使刀片產(chǎn)生了角度λ，我們稱其為安裝刃傾角揍忍。若將圓弧刀刃上主偏角為零的點命名為刀尖弯疾，則安裝刃傾角λ即為刀尖點的刃傾角贾虽。對Ⅱ型刀具而言，雖然安裝刃傾角和刀尖都很不直觀熙侍，但經(jīng)簡要的推導(dǎo)也可得到榄鉴。 

　　事實上上述對刃傾角的理解僅僅是停留在幾何意義上，并不全面蛉抓。由于刃傾角既是刀刃切線與基面間的幾何參數(shù)庆尘，更是影響工件沿刀刃切向、法向相對速度的“運動參數(shù)”巷送。對滾切刀具而言驶忌，當(dāng)切削過程不穩(wěn)定或刀片回轉(zhuǎn)的阻力發(fā)生變化時，甚至當(dāng)?shù)镀男D(zhuǎn)是靠外加動力驅(qū)使時（此為驅(qū)動式滾切刀具）笑跛，刀片的旋轉(zhuǎn)均不同于理想狀態(tài)下單純受工件驅(qū)使的情況付魔，切削刃上各點的真實刃傾角都會有變化。因此飞蹂，一些學(xué)者還提出了工作刃傾角几苍、等效刃傾角等概念，本文在此就不展開論述陈哑。 

　∑薨印（2）切削速度 

　　自滾切刀具切削速度的概念與普通刀具不同。以Ⅰ型刀具車削加工為例轿南，V（工件表面線速度）稱為名義切削速度折扮，它是與普通刀具對比以及計算機床轉(zhuǎn)速的重要參數(shù)；Vr稱為相對切削速度耀即，是將滾切刀具等效為普通刀具的切削速度分量竭豺，是自滾切刀具后刀面上的摩擦速度。當(dāng)不考慮刀片回轉(zhuǎn)的摩擦阻力時藻着，可得Vr＝Vcosλ裤魔。上述Vr實際只是刀尖處的相對切削速度。 

　　有些學(xué)者還提出了有效切削速度的概念猩僧，認(rèn)為刀具轉(zhuǎn)速Vt和相對轉(zhuǎn)速Vr都是由名義切削速度V產(chǎn)生的赖巴，因此應(yīng)將V分為兩部分，一部分用于產(chǎn)生Vt袄洁，即Vt在V上的投影；一部分用于產(chǎn)生Vr收罢，即Vr在V上的投影晤泌，稱為有效切削速度Ve。 

　　進(jìn)給速度對刀片的轉(zhuǎn)速Vt也是有影響的耕姊，這在許多文獻(xiàn)中均有論述桶唐。 

　　以上對自滾切刀具的兩個重要概念作了粗淺介紹栅葡，可見還有分歧和不同見解。本文旨在拋磚引玉尤泽，以期深入的理論研究欣簇，加深對自滾切刀具的認(rèn)識并指導(dǎo)實踐。 

　　3．對自滾切刀具的整體評價 

　　理論與試驗研究都表明坯约，自滾切刀具具有下列優(yōu)點： 

　⌒苎省（1）刀具耐用度高，適于高速切削闹丐。文獻(xiàn)表明横殴，采用高速鋼刀片的Ⅰ型自滾切車刀，可以150m/min的名義速度正常切削50鋼卿拴，而這對于普通刀具是根本不可能的衫仑；采用Ⅰ型自滾切端銑刀銑削LY12的試驗中，名義速度均在1000m/min左右堕花。文獻(xiàn)表明满戒，采用CBN刀片的Ⅰ型自滾切車刀，以190m/min的名義切削速度加工淬火狀態(tài)的55鋼稳荒，60分鐘后刀具后刀面的磨損也只有0.01mm蕴黎。 

　　（2）加工質(zhì)量好乓收。用自滾切刀具加工HT200瞻坊、淬火鋼、硅鋁合金的表面粗糙度均低于普通刀具加工的表面粗糙度愧棋。例如用Ⅰ型自滾切端銑刀加工硅鋁合金兼峻，刀具材料W18Cr4V，名義速度V=1178.1m/min罗和，切深αp=0.1～0.2mm神深，每齒進(jìn)給量αf=0.05mm/z，表面粗糙度達(dá)到Ra0.1～0.2μm功哮。 

　〗龅（3）生產(chǎn)率高、經(jīng)濟(jì)效益好援奢。試驗研究均表明兼犯，自滾切刀具可用普通的刀具材料（高速鋼、硬質(zhì)合金等）按照更高的切削速度集漾、更大的進(jìn)給量達(dá)到同樣的加工質(zhì)量切黔。 

　　自滾切刀具也存在著一些明顯的缺點和不足，主要有： 

　【咂（1）結(jié)構(gòu)復(fù)雜纬霞，對制造精度要求較高凌埂，尤其是刀具轉(zhuǎn)動部分。若制造誤差大或調(diào)整不當(dāng)诗芜，則易引起振動瞳抓，破壞表面質(zhì)量。 

　》帧（2）刀刃—工件接觸弧較長孩哑，徑向力大，因此對工藝系統(tǒng)剛性有較高要求脐湾，或只能采用較小的切削深度臭笆。 

　　（3）不適于加工表面有臺階的零件隶秒。 

　　4．結(jié)論 

　〕峙妗（1）自滾切刀具通過給刀片增加一個運動單元，改變了刀具切削時的受力媒敲、受熱狀態(tài)汇凌，從而用普通刀具材料即可進(jìn)行高速切削；

　⊥溉怠（2）自滾切刀具的很多切削概念已不同于普通刀具蚪教，須進(jìn)行修正以完善理論，并指導(dǎo)自滾切刀具的合理使用召期； 

　〕└洹（3）自滾切刀具雖有很多優(yōu)點，但也存在著不足编漆，使用時應(yīng)揚長避短践桂。

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