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在ANSYS上用APDL實(shí)現(xiàn)磨損分析，含Archard磨損模型和用戶自定義的磨損模型。

根據(jù)工件的硬度和刀具懸伸的長(zhǎng)度來(lái)調(diào)整進(jìn)刀量，工件越硬，刀具懸伸量越大，走刀量應(yīng)越小。 7. 不要使用過(guò)量磨損的刀片，應(yīng)該在生產(chǎn)中記錄刀片磨損與可加工工件數(shù)量的關(guān)系，及時(shí)更換新的刀片。 8.使用充足和壓力正確的內(nèi)冷卻液。冷卻液的主要作用是排屑和冷卻。 9.U鉆不可用于加工較軟材料，如紫銅，軟鋁等。

從數(shù)據(jù)可以看出，刃口半徑R=5μm的拉刀最大米塞斯應(yīng)力達(dá)到了2500MPa，同時(shí)結(jié)合前、后刀面不同區(qū)域的應(yīng)力幅值與后刀面應(yīng)力范圍來(lái)看，該刃口大小的刀具會(huì)率先達(dá)到磨損失效值。相反，當(dāng)刃口半徑值R=10μm或15μm時(shí)，刀具應(yīng)力具有綜合較低的數(shù)值與較佳的表現(xiàn)，理論上會(huì)有更優(yōu)的刀具壽命和磨損表現(xiàn)。

刀具磨損加快 上述材料一般含高熔點(diǎn)元素、塑性大，切削溫度高，使刀具磨損加快，磨刀、換刀頻繁，從而影響了生產(chǎn)效率，提高了刀具使用成本。 主要是降低切削線速度，進(jìn)給。采用專門(mén)加工不銹鋼或者高溫合金的刀具，鉆孔攻絲最好內(nèi)冷。

刀具磨損加快上述材料一般含高熔點(diǎn)元素、塑性大，切削溫度高，使刀具磨損加快，磨刀、換刀頻繁，從而影響了生產(chǎn)效率，提高了刀具使用成本。主要是降低切削線速度，進(jìn)給。采用專門(mén)加工不銹鋼或者高溫合金的刀具，鉆孔攻絲最好內(nèi)冷。

由于磨損涉及材料的去除，位于接觸元素下方的實(shí)體元素的質(zhì)量會(huì)隨著磨損程度的增加而逐漸變差。為了成功模擬大量的磨損，需要重新劃分網(wǎng)格。這個(gè)示例展示了如何在模型經(jīng)歷大量磨損時(shí)使用非線性網(wǎng)格自適應(yīng)性來(lái)提高網(wǎng)格質(zhì)量。

因此，在切削鈦合金過(guò)程中產(chǎn)生的熱量不會(huì)迅速傳遞給工件或被切屑帶走，而集聚在切削區(qū)域，所產(chǎn)生的溫度可高達(dá)1 000℃以上，使刀具的刃口迅速磨損、崩裂和生成積屑瘤，快速出現(xiàn)磨損的刀刃，又使切削區(qū)域產(chǎn)生更多的熱量，進(jìn)一步縮短刀具的壽命。切削過(guò)程中產(chǎn)生的高溫同時(shí)破壞了鈦合金零件的表面完整性，導(dǎo)致零件幾何精度下降和出現(xiàn)嚴(yán)重減少其疲勞強(qiáng)度的加工硬化現(xiàn)象。

羅正川[2]等使用硬質(zhì)合金刀具切削鎢基合金時(shí)，刀具磨損極為迅速，導(dǎo)致硬質(zhì)合金刀具失效的主要磨損形式是在主后刀面和副后刀面交會(huì)處出現(xiàn)的三角形磨損區(qū)。刀具磨損的主要原因是硬質(zhì)點(diǎn)引起的機(jī)械磨損，而硬質(zhì)合金中粘結(jié)劑鈷的擴(kuò)散則加速了刀具的磨損。葉毅[3]等在切削鎢基合金時(shí)，發(fā)現(xiàn)細(xì)晶粒或超細(xì)晶粒及表面有耐磨涂層的WC基硬質(zhì)合金刀具壽命較短，因此使用WC基硬質(zhì)合金對(duì)鎢及其合金進(jìn)行切削加工是不經(jīng)濟(jì)的。

圖6 從仿真精度和時(shí)間尺度總結(jié)切削力的有限元仿真進(jìn)展c）刀具磨損的產(chǎn)生原因、分布和影響因素的仿真研究，為改善刀具表面的摩擦、磨損和失效性能，提高刀具有效壽命提供依據(jù)。d）切削過(guò)程中的應(yīng)力不能在所需的時(shí)間和空間分辨率中測(cè)量，而有限元仿真可以很好的研究殘余應(yīng)力的變化和分布情況，如圖7所示。

7、 結(jié)論與拓展應(yīng)用（1） 結(jié)論：溫度 - 位移耦合分析能夠有效地揭示切削過(guò)程中工件和刀具的多物理場(chǎng)行為，溫度場(chǎng)的時(shí)空分布直接影響著應(yīng)力場(chǎng)的演化特征。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)。

其二，傳統(tǒng)鉆孔加工過(guò)程是一個(gè)連續(xù)的切削過(guò)程，刀刃始終與工件相接觸，切削時(shí)接觸面溫度很高，而鈦合金的導(dǎo)熱性差，連續(xù)的切削過(guò)程使溫度不斷累積，這也加速了刀具的磨損失效，導(dǎo)致加工表面質(zhì)量下降。 其三，傳統(tǒng)鉆孔加工的排屑方式也是導(dǎo)致刀具失效的一個(gè)原因。

鏜削加工主要問(wèn)題刀具磨損在鏜削加工中，刀具連續(xù)切削，易出現(xiàn)磨損和破損現(xiàn)象，降低孔加工的尺寸精度，使表面粗糙度值增大；同時(shí)，微調(diào)進(jìn)給單元標(biāo)定出現(xiàn)異常，導(dǎo)致調(diào)整誤差使加工孔徑出現(xiàn)偏差甚至引發(fā)產(chǎn)品質(zhì)量故障。

深圳市優(yōu)飛迪科技有限公司成立于2010年，是一家專注于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)平臺(tái)解決方案與工業(yè)軟件開(kāi)發(fā)的高科技企業(yè)，是ANSYS、MSC、COMSOL、Qt、國(guó)產(chǎn)CAD、國(guó)產(chǎn)尺寸鏈公差等工業(yè)軟件的戰(zhàn)略合作伙伴，擁有十多項(xiàng)行業(yè)領(lǐng)先的自主工業(yè)軟件著作權(quán)。

羅正川[2]等使用硬質(zhì)合金刀具切削鎢基合金時(shí)，刀具磨損極為迅速，導(dǎo)致硬質(zhì)合金刀具失效的主要磨損形式是在主后刀面和副后刀面交會(huì)處出現(xiàn)的三角形磨損區(qū)。刀具磨損的主要原因是硬質(zhì)點(diǎn)引起的機(jī)械磨損，而硬質(zhì)合金中粘結(jié)劑鈷的擴(kuò)散則加速了刀具的磨損。葉毅[3]等在切削鎢基合金時(shí)，發(fā)現(xiàn)細(xì)晶粒或超細(xì)晶粒及表面有耐磨涂層的WC基硬質(zhì)合金刀具壽命較短，因此使用WC基硬質(zhì)合金對(duì)鎢及其合金進(jìn)行切削加工是不經(jīng)濟(jì)的。

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。

一般而言，非涂層刀片的切削刃倒圓比涂層刀片（GC）的倒圓要小，這一點(diǎn)應(yīng)予以考慮，特別是在長(zhǎng)刀具懸伸和加工小孔時(shí)。刀片的后刀面磨損（VB）將改變刀具相對(duì)孔壁的后角，并且，這還可能會(huì)成為影響加工過(guò)程切削作用的根源。