cal agreement with the experimental results.The maximum stress point mo- ves to compressive stress,depended on the experimental data,when nega- tive rake angle substituted for positive one and other cutting conditions kept fixed,Besides,tool life is longer and fracture of tools is improved as well.On stress analysis and experiments,the optimum rake angle is de- fined and necessity of negative first face land has been discussed briefly for brittle tools. Key word: Cutting tool,Cubic Boron nitride,Fracture. 前言 t 超硬刀具立方氮化硼(CBN)的脆性破坏问题十分严重，在大量连续切削中由于 破损使刀具寿命过早完结。 通过观察认为，刀具破损受机床振动及某些随机因素影响外，与切削时刃口区的应力 分布和性质有关。本文基于弹性力学原理，推导出刃口区的应力分布，并依此进行切削试 验和光弹性模拟试验，试图找出刀具的合理几何参数，为今后研究CBN刀具的切削性 能及破损机制提供基础。 1切削模型的简化及边界条件的处理 为简化理论分析，可假设：直角自由切削，刀具足够锋利，忽略后刀面与工件接触 面的作用，其力学模型见图，由于作用在前 刀面上的正压力和摩擦力的分布情况及比值 难以确定，用一组合力即： P=∫qx'dx F-∫xax x)J 取代分布力如图2所示，既简化了数学处 理，又便于测量切削力，对刃口区进行应力 x)b 分析。由图3得出边界条件为： 图1正交自由切削力学模型 」=0 =0 000=±2 r00=± Fig.1 Mechanical model of orthogonal cutting 2 刃口区的应力分析 用弹性力学的应力函数法〔6〕，求解切削部分的诸应力分量。据量纲分析，对图 8所示的模型，假设应力函数中是的某一函数乘以Y的一次幂，即 51， ， ， ， ， ， 前 口目 口 留二， 超硬刀 具立 方氮化硼 的脆性破坏 问题十分严重 ， 在大量连续切削 中 由 于 破损使刀 具寿命过早完结 。 通过观察认 为 ， 刀具破 损受机床振动及某些 随机 因素影响外 ， 与切削时刃 口 区的应力 分布和性质有关 。 本 文基于弹性力学原理 ， 推导 出刃 口 区的应力分布 ，并依此进行切削试 验和光弹性模拟试验 ， 试 图找 出刀具的合理几 何参数 ， 为今后研究 刀具的切 削 性 能及破 损机制提供基础 。 切 削模型的简化及边界条件的处理 为 简化理论分析 ， 可假设 直角 自由切 削， 面 的作 用 ， 其力学模型 见 图 ， 由于作 用在前 刀 面上 的正压 力和 摩擦力 的分布情况及比值 难 以确定 ， 用 一组合力 即 刀 具足够锋利 ， 忽略后刀 面与工件接触 ﹄ ，、声，口 、产、 丁 ， 一 「 。 ， ， 取代分布力如图 所示 ， 既 简化 了 数 学 处 理 ， 又便于 测量切 削力 ， 对刃 口 区进行应力 分析 。 由图 得出边界条件为 义 图 正交 自由切 削力学模型 士 考 五 ‘ 口二 士 髻 丫 刃 口 区的应力分析 用 弹性力学 的应力 函数法 〔 〕 ， 求解切 削部分 的诸应力分量 。 据量纲分析 ， 对 图 所示的模型 ， 假设应力函数中是 的某一函数乘以丫的一次幂 ， 即