CVD金刚石涂层刀具高效铣削天然理石的切削特性实验研究

为研究天然理石切削过程中刀具切削力与切削质量变化特性，利用CVD金刚石薄膜涂层刀具和未涂层硬质合金刀具进行高效铣削实验。基于刀具-工件几何接触关系，推导铣削力数学模型，分析不同类型刀具切削力、工件表面粗糙度随切削参数和切削时间变化特性。研究表明：金刚石涂层刀具切削力明显小于未涂层硬质合金刀具，2种类型刀具的切削力随切削参数的变化特征基本相同；随着切削时间的增加，刀具切削力变化分为4个阶段：初始磨合阶段、稳定阶段、过渡阶段和刀具磨损加剧阶段。金刚石涂层刀具切削磨合期和稳定期持续时间为未涂层刀具的35倍，切削力和工件表面粗糙度变化比较平稳；未涂层刀具切削平稳期持续时间很短，切削力增长趋势明显，且在切削力增长后期工件表面粗糙度达到2.5 μm。