在金屬切削加工中，刀具會(huì)使工件材料變形，并以切屑形式將其剪切下來(lái)。 變形過(guò)程需要大量的力，刀具會(huì)承受多種機(jī)械、熱、化學(xué)和摩擦負(fù)荷。

一段時(shí)間過(guò)后，這些負(fù)荷＊終會(huì)導(dǎo)致刀具由于磨損過(guò)于嚴(yán)重而必須更換。通過(guò)恰當(dāng)?shù)仡A(yù)測(cè)刀具壽命，生產(chǎn)制造商可以根據(jù)刀具磨損情況精確地規(guī)劃金屬加工工藝，并因此控制成本，以及避免由于意外的刀具失效行為或不可接受的工件質(zhì)量而造成意外停機(jī)。

刀具壽命建模并不是一種純學(xué)術(shù)追求；它可以幫助制造商提高生產(chǎn)率和控制成本。制造業(yè)重點(diǎn)考慮的是需要花費(fèi)多少時(shí)間和成本才能生產(chǎn)出特定數(shù)量的合格工件。了解在需要更換刀具之前刀具能夠準(zhǔn)確、高效地切削多長(zhǎng)時(shí)間非常重要。工藝可靠性以及對(duì)刀具成本和停機(jī)時(shí)間進(jìn)行的控制取決于是否能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)刀具壽命。

切屑厚度的角色?

隨著工程師們對(duì)刀具壽命模型不斷進(jìn)行開發(fā)和研究，一個(gè)事實(shí)變得明顯起來(lái)，那就是所產(chǎn)生的切屑厚度與刀具壽命密切相關(guān)。

切屑厚度是在垂直于切削刃的方向和垂直于切削方向的平面中測(cè)量出的切削深度和進(jìn)給量之間的一個(gè)函數(shù)。如果切削刃的角度是 90°（在美國(guó)是0°主偏角），則切削深度和切屑寬度相同，進(jìn)給量和切屑厚度也相同。

刀具拐角參與工件切削的程度增加了另一個(gè)用于確定切屑厚度的變量。瑞典工程師 Ragnar Woxén 于 20 世紀(jì)60 年代開發(fā)出了一種用于說(shuō)明刀具刀尖圓弧吃刀程度的方法。

他提出了一個(gè)用于計(jì)算車削加工中的等效切屑厚度的公式，該公式可計(jì)算出刀具刀尖的理論切屑厚度。這一成果非常透徹地分析了刀尖圓弧，并能夠利用矩形來(lái)說(shuō)明切屑面積。借助這一描述，模型可以反映刀具圓形刀尖圓弧的吃刀程度。