一 课题名称

纳米氟涂层刀具铣削刨花板切削热研究

二 选题背景与依据

现代化的刨花板铣削加工对刀具有高切削速度、高进给速度、高可靠性、长寿命高精度和良好的切削控制性的要求。因此，高水平、稳定的刀具涂层技术越来越受到机械加工企业的青睐。涂层技术是提高切削效率，提高切削质量的有力途径。涂层技术通过改进刀具力学性能，有效解决硬度和强度(韧性)之间不能兼顾的矛盾。在刨花板的切削过程中，热量的大小和热传导性能的好坏，直接关系到切削温度的高低，而切削温度对刀具寿命、刀具磨损，以及加工工件的加工表面质量等具有重要的影响。热量的产生和传导主要取决于刀具材料、工件材料、切削参数，其中刀具和工件材料的热物理特性在热量分配和温度的分布是其中。另一方面，切削温度对加工工件的加工表面质量、切削力、刀具寿命等具有重要的影响。因此研究切削过程中的切削温度成为刨花板切削中一个必要的研究部分。

2.1 涂层刀具概述

所谓涂层刀具其实就是指利用气相沉淀方法在高强的硬质合金或高速钢基体表面涂覆几个硬度高耐磨性好的难溶性金属或金属化合物而获得的刀具。其具有一系列普通刀具所不具备的优势，包括高强度、高硬度、更好地耐磨性，更小的摩擦系数等优点。涂层刀具的出现是刀具材料发展中一个重大的突破，由于它的出现逐渐代替了传统刀具成为工业加工中必不可少的一部分。涂层成分能否在涂层刀具上发挥应有的性能，除了涂层与基体的结合强度、涂层及界面组织结构、择优取向、各单层厚度及总厚度等决定涂层刀具性能的重要因素外，在很大程度上还取决于涂层工艺的技术水平，因为刀具材料表面的物理、化学、力学性能严重影响现代切削加工的顺利进行。因此，涂层制备工艺至关重要。常用的刀具涂层工艺一般分为化学气相沉积(CVD)、中温化学气相沉积(MT-CVD)、物理气相沉积(PVD)、离子辅助沉积技术(IBAD)、等离子增强化学气相沉积技术(PECVD)以及溶胶．凝胶法(Sol-Gel Method)。

2.2 切削过程中产生的切削热概述

切削热是指切削物体时切屑剪切变形所做的功和刀具间的摩擦所做的功都会转换成热。虽然切屑带走了大量的热，但部分残留在刀具表面的热量会对切削质量以及道题寿命有着较大的影响，所以对刀具在切削过程中产生的切削热进行研究是很有必要的。切削过程中,切削热分配到切屑、工件和刀具的比例是随着切削速度变化的。当切削速度升高时, 分配到刀具和工件的热量减少，而分配到切屑的热量增加。从另一个方面来看, 切削速度的提高, 使得第一变形区和第二变形区的温度也升高。据研究表明,切削热分配比例与切削速度有一定的函数关系。

3 国内外刀具涂层的发展及研究现状