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當(dāng)前，我國(guó)正處于由制造業(yè)大國(guó)向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時(shí)期，裝備制造業(yè)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的基礎(chǔ)，切削刀具則是裝備制造業(yè)的重要配套。一直以來(lái)，傳統(tǒng)刀具切削研究以機(jī)床試驗(yàn)為主要方式，然而，機(jī)床試驗(yàn)設(shè)備成本高、耗時(shí)長(zhǎng)，在一定程度上限制了切削刀具的發(fā)展。伴隨著信息時(shí)代的到來(lái)，計(jì)算機(jī)科學(xué)和有限元仿真軟件迅速發(fā)展，基于有限元軟件的刀具切削仿真應(yīng)用日益普及，為刀具切削研究提供了全新的思路。

高應(yīng)力和高溫區(qū)域容易導(dǎo)致刀具磨損和工件表面質(zhì)量下降，因此需要通過(guò)優(yōu)化切削工藝參數(shù)（如降低切削速度、增加進(jìn)給量）、改善冷卻條件等措施來(lái)降低損傷風(fēng)險(xiǎn)。（2） 拓展：本方法可擴(kuò)展至其他切削加工場(chǎng)景（如銑削、磨削、鏜削）或材料類型（如鋁合金、鈦合金、復(fù)合材料），通過(guò)調(diào)整熱源模型、刀具幾何參數(shù)和邊界條件，實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域應(yīng)用。

圖8 切削力系數(shù)、比切削力、切削力等隨未切削切屑厚度和切削刃半徑的變化b）在微銑削加工中，微銑刀剛度相對(duì)較差，導(dǎo)致它對(duì)切削力非常敏感，如圖9所示。圖9 微銑削中切削條件對(duì)切削力影響的有限元模型c）刀具刃口半徑、刀具磨損、刀具涂層和微觀尺度材料均勻性等對(duì)于微銑削質(zhì)量的影響不可忽略。

由于切削時(shí)切削力大，切削熱高，刀具與切屑的直接摩擦加劇，所以導(dǎo)致刀具材料與工件材料產(chǎn)生親和作用，加上材料硬質(zhì)點(diǎn)的存在和嚴(yán)重的加工硬化現(xiàn)象，刀具在切削過(guò)程中易產(chǎn)生黏結(jié)磨損、擴(kuò)散磨損、磨料磨損和溝紋磨損，使刀具喪失切削的能力。切削時(shí)的切屑為帶狀的纏繞屑，既不安全，又影響切削過(guò)程的順利進(jìn)行，也不便于處理。在加工中容易產(chǎn)生熱變形，因而一些精密尺寸和形狀不易保證。

金屬加工時(shí)，刀具與工件、切屑之間的干摩擦?xí)a(chǎn)生巨大阻力，不僅增加設(shè)備能耗，還會(huì)加速刀具磨損，縮短刀具使用壽命，頻繁換刀既增加生產(chǎn)成本，又會(huì)中斷生產(chǎn)流程。優(yōu)質(zhì)切削液能在摩擦表面形成一層潤(rùn)滑膜，有效降低摩擦系數(shù)，減少刀具磨損和設(shè)備損耗，延長(zhǎng)刀具和機(jī)床的使用壽命，同時(shí)降低加工過(guò)程中的能耗，讓切削過(guò)程更順暢。 切削液還能起到清潔排屑與防銹保護(hù)的重要作用。

在金屬加工領(lǐng)域，切削液是保障CNC加工精度、延長(zhǎng)刀具壽命的核心工業(yè)耗材，但不少制造企業(yè)在選購(gòu)和使用中常常陷入困境：加工鋁合金、不銹鋼、鑄鐵等多種材質(zhì)時(shí)，不得不分槽換液，頻繁停工耽誤生產(chǎn)；普通切削液易變質(zhì)發(fā)臭，換液周期短，每年采購(gòu)和廢液處理成本居高不下；潤(rùn)滑性能不足導(dǎo)致刀具磨損快，斷刀率高，工件光潔度不達(dá)標(biāo)；泡沫多、異味重影響車間環(huán)境，甚至不符合環(huán)保要求。

在切削螺距較大的螺紋時(shí)，由于切削深度較大，刀刃磨損較快，從而造成螺紋中徑產(chǎn)生誤差；但是其加工的牙形精度較高，因此一般多用于小螺距螺紋加工。由于其刀具移動(dòng)切削均靠編程來(lái)完成，所以加工程序較長(zhǎng)；由于刀刃容易磨損，因此加工中要做到勤測(cè)量。 2、G92直進(jìn)式切削方法簡(jiǎn)化了編程，較G32指令提高了效率。

金屬加工時(shí)，刀具與工件、切屑之間會(huì)產(chǎn)生劇烈的摩擦和擠壓，易出現(xiàn)粘刀、崩刀、工件表面產(chǎn)生毛刺等問(wèn)題。切削液能在刀具與工件的接觸表面形成一層均勻、致密的潤(rùn)滑膜，有效降低接觸部位的摩擦系數(shù)，減少金屬之間的直接接觸，緩解切削過(guò)程中的摩擦阻力，讓切削、磨削動(dòng)作更順暢，同時(shí)能減少刀具的磨損，延長(zhǎng)刀具的使用壽命，也能提升工件表面的光潔度，保障加工精度。 冷卻作用是切削液的重要功能，用于解決加工中的高溫問(wèn)題。

在切削螺距較大的螺紋時(shí)，由于切削深度較大，刀刃磨損較快，從而造成螺紋中徑產(chǎn)生誤差；但是其加工的牙形精度較高，因此一般多用于小螺距螺紋加工。由于其刀具移動(dòng)切削均靠編程來(lái)完成，所以加工程序較長(zhǎng)；由于刀刃容易磨損，因此加工中要做到勤測(cè)量。 2、G92直進(jìn)式切削方法簡(jiǎn)化了編程，較G32指令提高了效率。

而無(wú)論哪種類型的刀具，其微觀刃口大小的異同都將影響刀具在切削過(guò)程中所受到的應(yīng)力、切削力、切削溫度和切屑材料流動(dòng)趨勢(shì)[4]，改變?cè)斐?em>刀具磨損、崩缺等失效形式的關(guān)鍵因素，從而決定刀具的加工穩(wěn)定性和服役壽命[5]。

使用U鉆技術(shù)不但能減少鉆削工具，且因U鉆采用的是頭部鑲硬質(zhì)合金刀片方式，其切削壽命為普通鉆頭的十幾倍，同時(shí)，刀片上有四個(gè)切削刃，刀片磨損時(shí)可隨時(shí)更換切削，新的切削節(jié)省了大量磨削和更換刀具時(shí)間，能平均提高工效6—7倍。 U鉆在數(shù)控機(jī)床上的使用技巧 1． U鉆使用時(shí)對(duì)機(jī)床的剛性、刀具與工件的對(duì)中性要求較高，因此U鉆適合在大功率、高剛性、高轉(zhuǎn)速的數(shù)控機(jī)床上使用。2．

潤(rùn)滑性方面，可通過(guò)簡(jiǎn)單的試用對(duì)比，優(yōu)質(zhì)切削液能有效減少刀具與工件的摩擦，加工過(guò)程中無(wú)明顯刺耳噪音，工件表面無(wú)劃痕、毛刺，刀具磨損速度慢；劣質(zhì)切削液則易出現(xiàn)干磨、粘刀現(xiàn)象，加工后工件表面精度差，刀具易崩刃、磨損。

潤(rùn)滑減磨是切削液提升加工效率的重要體現(xiàn)。未使用切削液時(shí)，刀具與工件、切屑之間的干摩擦?xí)a(chǎn)生巨大阻力，不僅增加設(shè)備動(dòng)力消耗，還會(huì)加劇刀具磨損，出現(xiàn)粘刀、積屑瘤等問(wèn)題，導(dǎo)致工件表面出現(xiàn)劃痕、毛刺，降低表面光潔度。

采用陶瓷刀具進(jìn)行鏜削時(shí)，切削用量的合理選擇是充分發(fā)揮陶瓷刀具性能的關(guān)鍵之一。陶瓷刀具連續(xù)切削時(shí)可以按照磨損耐用度與切削用量之間的關(guān)系選擇切削用量；斷續(xù)切削則應(yīng)按照刀具破損規(guī)律確定合理切削用量。由于陶瓷刀具有優(yōu)越的耐熱性和耐磨性，切削用量對(duì)刀具磨損壽命的影響比硬質(zhì)合金刀具要小。一般情況下，用陶瓷刀具加工時(shí)，進(jìn)給量對(duì)刀具的破損影響最為敏感。

采用陶瓷刀具進(jìn)行鏜削時(shí)，切削用量的合理選擇是充分發(fā)揮陶瓷刀具性能的關(guān)鍵之一。陶瓷刀具連續(xù)切削時(shí)可以按照磨損耐用度與切削用量之間的關(guān)系選擇切削用量；斷續(xù)切削則應(yīng)按照刀具破損規(guī)律確定合理切削用量。由于陶瓷刀具有優(yōu)越的耐熱性和耐磨性，切削用量對(duì)刀具磨損壽命的影響比硬質(zhì)合金刀具要小。一般情況下，用陶瓷刀具加工時(shí)，進(jìn)給量對(duì)刀具的破損影響最為敏感。