木工刀具磨損是切削加工中最基本的問題之一。了解木工刀具磨損的情況和原因，可以幫助木工刀具制造商以及用戶延長數(shù)控木工刀具壽命。現(xiàn)在的數(shù)控木工刀具都會采用涂層技術(shù)（包括采用新的合金元素），這進一步有效的延長了木工刀具的使用壽命，同時可以顯著提高生產(chǎn)率。

　　一、木工刀具磨損機理介紹

　　在金屬切削加工中，產(chǎn)生的熱量和摩擦是能量的表現(xiàn)形式。由很高的表面負荷以及切屑沿木工刀具前刀面高速滑移而產(chǎn)生的熱量和摩擦，使木工刀具處于一種極具挑戰(zhàn)性的加工環(huán)境中。

　　切削力的大小往往會上下波動，主要取決于不同的加工條件（如工件材料中存在硬質(zhì)成份，或進行斷續(xù)切削）。因此，為了在切削高溫下保持其強度，要求木工刀具具有一些基本特性，包括極好的韌性、耐磨性和高硬度。

　　盡管木工刀具/工件界面處的切削溫度是決定幾乎所有木工刀具材料磨損率的關(guān)鍵要素，但要確定計算切削溫度所需的參數(shù)值卻十分困難。不過，切削試驗的測量結(jié)果可以為一些經(jīng)驗性的方法奠定基礎(chǔ)。

　　通常可以假定，在切削中產(chǎn)生的能量被轉(zhuǎn)化為熱量，而通常這些熱量的80％都被切屑帶走（這一比例的變化取決于幾個要素——尤其是切削速度）。其余大約20％的熱量則傳入木工刀具之中。即使在切削硬度不太高的鋼件時，木工刀具溫度也可能會超過550℃，這是高速鋼在硬度不降低的前提下能夠承受的最高溫度。用聚晶立方氮化硼（PCBN）木工刀具切削淬硬鋼時，木工刀具和切屑的溫度通常將超過1000℃。

　　二、木工刀具磨損與木工刀具壽命

　　木工刀具磨損通常包括以下幾種類型：

　?、俸蟮睹婺p；

　?、诳虅澞p；

　?、墼卵劳菽p；

　?、芮邢魅心モg；

　　⑤切削刃崩刃；

　　⑥切削刃裂紋；

　?、邽?zāi)難性失效。

　　對于木工刀具壽命，并沒有被普遍接受的統(tǒng)一定義，通常取決于不同的工件和木工刀具材料，以及不同的切削工藝。定量分析木工刀具壽命終止點的一種方式是設(shè)定一個可以接受的最大后刀面磨損極限值（用VB或VBmax表示）。木工刀具壽命可用預(yù)期木工刀具壽命的泰勒公式表示，即VcTn=C，該公式的一種更常用的形式為VcTn×Dxfy=C式中，Vc為切削速度；T為木工刀具壽命；D為切削深度；f為進給率；x和y由實驗確定；n和C是根據(jù)實驗或已發(fā)表的技術(shù)資料確定的常數(shù)，它們表示木工刀具材料、工件和進給率的特性。

　　不斷發(fā)展的最佳木工刀具基體、涂層和切削刃制備技術(shù)對于限制木工刀具磨損和抵抗切削高溫至關(guān)重要。這些要素，加上在可轉(zhuǎn)位刀片上采用的斷屑槽和轉(zhuǎn)角圓弧半徑，決定了每種木工刀具對于不同的工件和切削加工的適用性。所有這些要素的最佳組合能夠延長木工刀具壽命，使切削加工更經(jīng)濟、更可靠。

　　三、改變木工刀具基體

　　通過在1－5μm范圍內(nèi)改變碳化鎢的粒度，木工刀具制造商可以改變硬質(zhì)合金木工刀具的基體性能?；w材料的粒度對于切削性能和木工刀具壽命起著重要作用。粒度越小，木工刀具的耐磨性越好。反之，粒度越大，木工刀具的強韌性越好。細顆?；w主要用于加工航空牌號材料（如鈦合金、Inconel合金和其他高溫合金）的刀片。

　　此外，將硬質(zhì)合金木工刀具材料的鈷含量提高6％－12％，可以獲得更好的韌性。因此，可以通過調(diào)整鈷含量來滿足特定切削加工的要求，無論這種要求是韌性還是耐磨性。

　　木工刀具基體的性能還可以通過在接近外表面處形成富鈷層，或者通過在硬質(zhì)合金材料中有選擇性地添加其他合金元素（如鈦、鉭、釩、鈮等）而獲得增強。富鈷層可以顯著提高切削刃強度，從而提高粗加工和斷續(xù)切削木工刀具的性能。

　　此外，在選擇與工件材料和加工方式相匹配的木工刀具基體時，還表現(xiàn)考慮另外5種基體特性——斷裂韌性、橫向斷裂強度、抗壓強度、硬度和耐熱沖擊性能。例如，如果硬質(zhì)合金木工刀具出現(xiàn)沿切削刃崩刃的現(xiàn)象，就應(yīng)該選用具有較高斷裂韌性的基體材料。而在木工刀具出現(xiàn)切削刃直接失效或破損的情況下，可能采用的解決方案是選用具有較高橫向斷裂強度或較高抗壓強度的基體材料。對于切削溫度較高的加工場合（如干式切削），通常應(yīng)該首選硬度較高的木工刀具材料。在可以觀察到木工刀具產(chǎn)生熱裂紋的加工場合（在銑削加工中最常見），建議選用耐熱沖擊性能較好的木工刀具材料。
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