刀具破损和刀具磨损一样,也是刀具失效的一种形式。刀具在一定的切削条件下使用时,如果它经受不住强大的应力(切削力或热应力)冲击,就可能发生突然损坏,使刀具提前失去切削能力,这时刀具就发生了破损。本文针对铣削加工时,刀具粘结破损严重的问题,对三维复杂槽型铣刀片的粘结破损机理进行了深入系统的理论和试验研究。首先,通过改进现有的铣削力、铣削温度动态测量系统,实现对铣刀片的铣削力、铣削温度的同时测量。对不同槽型铣刀片进行了三水平四因素的粘结破损正交试验,分析铣刀片的粘结破损与铣刀片的铣削力、铣削温度之间存在的联系,对正交试验结果进行极差分析、方差分析,得出影响铣刀片粘结破损寿命的显著性因素,为优化切削过程奠定了理论基础。其次,对发生破损的刀片,借助扫描电镜观察了破损区域形貌,探讨了不同切削条件下、不同槽型铣刀片的粘结破损的产生机理。采用高速摄影的先进手段,对铣刀片发生粘结破损的整个切削过程进行了摄像,使对破损过程的观察更为真实、直观。再次,依据试验得出的温度时间关系曲线,建立边界条件,采用大型有限元分析软件ANSYS对铣刀片的粘结破损区域进行了有限元分析,得出了铣刀片切入、切出时刻粘结破损区域的三维铣削温度场的分布情况。最后,通过对铣刀片粘结破损机理的分析,得出了影响铣刀片粘结破损的多种因素,依据这些因素对铣刀片的粘结破损进行了判定,实现了对铣刀片粘结破损情况的预测,同时,对切削参数以及刀片几何参数提出了优化目标。考虑多种因素对铣刀片粘结破损的影响,对不同槽型铣刀片的抗粘结破损性能进行了综合评价,建立了铣刀片抗粘结破损性能的评判准则。这些研究为三维复杂槽型铣刀片的进一步优化重构提供了抗粘结破损的理论依据。