1引言
從20世紀80年代開始，由於數控機床的主軸、進給系統等功能部件設計製造技術的突破，數控機床的主軸轉速和進給速度均大 幅度提高，在現代製造技術全面進步的推動下，切削加工技術開始進入高速切削的新階段。目前，高速切削已在模具、航空、汽車等製造業領域得到了大量應用，產 生了顯著的經濟效益，並正向其它應用領域拓展。
高速切削加工對刀具提出了一系列新的要求。研究表明，高速切削時，造成刀具損壞的主要原因是在切削力和切削溫度作用下因機械摩擦、粘結、化學磨損、崩刃、破碎以及塑性變形等的引起的磨損和破損。因此，對高速切削刀具材料最主要的性能要求是耐熱性、耐磨性、化學穩定性、抗熱震性以及抗塗層破裂性能等。陶瓷、CBN、PCD、金屬陶瓷等刀具材料具有良好的耐熱性和耐磨性，當其韌性得到改善後，非常適合用於高速切削。先進塗層技術的發展進一步改善了刀具材料的性能。目前，新型塗層材料和塗層工藝的開發方興未艾，預示著塗層刀具在高速切削領域將有巨大發展潛力和廣闊應用前景。
本文對高速切削加工時陶瓷刀具、立方氮化硼刀具、金剛石刀具、金屬陶瓷刀具和塗層刀具的磨損機理進行了綜合評述，對刀具的磨損形態和磨損壽命進行了分析，這些研究將有益於實際生產加工中對高速切削刀具的合理選用與磨損控制。
2高速切削刀具的磨損形態
高速切削時，刀具的主要磨損形態為後刀面磨損、微崩刃、邊界磨損、片狀剝落、前刀面月牙窪磨損、塑性變形等。
后刀面磨損是高速切削刀具最經常發生的磨損形式，可看作是刀具的正常磨損。后刀面磨損帶寬度的加大會使刀具喪失切削性能，在高速切削時常採用后刀面上均勻磨損區寬度VB值作為刀具的磨損極限。
微崩刃是在刀具切削刃上產生的微小缺口，常發生在斷續高速切削時，通過選用韌性好的刀具材料、減小進給量、改變刀具主偏角以增加穩定性等措施，均可減小微崩刃的發生概率。通常只要將刀具微崩刃的大小控制在磨損限度以內，刀具仍可繼續切削。
邊界磨損發生在刀具后刀面的刀—工接觸邊緣處，形狀通常為一狹長溝槽，因此也稱為溝槽磨損。高速切削不鏽鋼、高溫合金(如Inconel 718)時刀具容易發生邊界磨損，其原因是工件表面的加工硬化使刀—工接觸邊界的工件材料硬度最高。加工外圓時，刀—工接觸邊界的切削速度最高，因此也容 易形成邊界磨損。此外，用陶瓷刀具高速切削鑄鐵時也容易發生邊界磨損。
片狀剝落多發生在刀具的前、后刀面上，其原因是刀—屑或刀—工接 觸區的接觸疲勞或熱應力疲勞所致。當剝落很小時，被認為是磨損；但在很多情況下，由於疲勞裂紋源距刀具表面具有一定深度，裂紋擴展后所形成的剝落塊往往大 於刀具的磨損限度，一旦發生剝落，即可使刀具失效，形成剝落破損。陶瓷刀具端銑鋼和鑄鐵時，前刀面上經常出現貝殼狀剝落；塗層刀具因塗層材料與基體材料粘 結強度不夠也易發生剝落。
前刀面月牙窪磨損最常出現在塑性金屬的高速切削加工中。塑性變形多發生在切削溫度較高而刀具紅硬性較差的切削條件下，超硬刀具材料在切削速度很高時也可能發生塑性變形現象。
