切削碳钢时积屑瘤对切削表面上犁沟和鳞刺的影响

通过对切削表面和与之相关的积屑瘤的观察,指出:由于积屑瘤伸出切削刃之外,以致在切削表面上切出犁沟。通过测量,得到了一些切削条件与犁沟深度及与鳞刺高度之间的关系。把切削条件与犁沟深度的关系曲线和积屑瘤伸出量的关系曲线联系起来观察之后发现:犁沟深度取决于积屑瘤的伸出量,在没有积屑瘤时则取决于切削刃的不平度。在将切削条件与鳞刺高度关系曲线和与积屑瘤前角的关系曲线联系起来观察之后发现:在鳞刺高度达到最大值之前,积屑瘤前角对鳞刺高度有决定性的作用,当积屑瘤前角减小时,鳞刺高度随之增大,当积屑瘤前角增大时,鳞刺高度减小。     

切削刃钝圆导致的鳞刺

本文借助高频摄影技术对切削刃钝圆导致的鳞刺作了研究。通过对高频摄影所得的照片进行观察分析,描述了切削刃钝圆导致的鳞刺形成过程,并对刃前区裂纹的产生和切削刃钝圆半径与鳞刺高度的关系作了讨论。结果表明,切削刃钝圆导致的鳞刺形成过程可划分为抹拭、导裂、层积和切顶四个阶段;被切金属和切削刃之间停止相对滑动是导致刃前区产生裂纹的主要原因之一;鳞刺高度随切削刃钝圆半径的增大而增大。     

积屑瘤与鳞刺

通过试验研究了切削硅铝合金时切削速度和切削温度对积屑瘤的影响，发现积屑瘤的峰值温度在工件材料的再结晶起始温度附近的一个小范围里，根据变形强化后的金属的机械性能随加热温度的不同而变化的规律，对积屑瘤随切削温度的改变而变化的原因进行了解释。通过用扫描电镜直接观察微切削过程，首次拍摄到了一个鳞刺形成全过程的照片，证实了没有积屑瘤时也可以形成鳞刺。     

积屑瘤与鳞刺

通过试验研究了切削硅铝合金时切削速度和切削温度对积屑瘤的影响，发现积屑瘤的峰值温度在工件材料的再结晶起始温度附近的一个小范围里。根据变形强化后的金属的机械性能随加热温度的不同而变化的规律，对积屑瘤随切削温度的改变而变化的原因进行了解释。通过用扫描电镜直接观察微切削过程，首次拍摄到了一个鳞刺形成全过程的照片，证实了没有积屑瘤时也可以形成鳞刺。     

鳞刺形成过程的直接观察

已加工表面上的鳞刺对加工质量影响很大,而有关鳞刺形成的机理一直存在着争论。国外学者一般认为鳞刺是由于积屑瘤脱落在已加工表面上而形成的。可是,在极低的切削速度下没有积屑瘤却仍有鳞刺又该如何解释呢?周泽华教授提出,鳞刺是经过在切屑根部产生“导裂、层积和刮顶”等几个阶段而形成的。     

切削层中的滑移线场与鳞刺形成的关系

本文用建它刀具前端切削层中滑移线场的方法,分析了刀具前角及刀～屑接触面上的摩擦条件对切削层中金属破坏线方向的影响;从而提出了形成鳞刺现象的基本力学条件。这一工作,从另一个角度上再次证明了周泽华提出的鳞刺现象是一种可以与积屑瘤无关的现象这一观点的正确性;也证明了在前角为零度的情况下,鳞刺的形成还取决于刀～屑接触面上具有足够大的摩擦力这一条件。工作进一步指出:鳞刺现象的实质是由于切削层金属在刀刃处的破坏线指向加工表面;也就是说:当切创层金属在刀刃前端的超前裂缝向加工表面内部发展时,就构成了鳞刺。对于不同前角及不同摩擦条件下建立的切削层中的滑移线场和超前裂缝方向与鳞刺高度的关系的理论分析,均提出了实验验证。最后,作者还根据理论分析,指出了刀～屑接触面上的单位压力伴随着切屑形成的过程逐渐变小,从而也逐渐改变刀～屑接触面上的摩擦条件这一可能性。     

关于镍基高温合金GH37拉削表面麻坑现象的研究

本文叙述对拉削镍基高温合金GH_(37)时已加工表面上出现的麻坑现象进行的科学研究。本文作者采用了光学金相显微镜、测量表面粗糙度的双管显微镜、表面轮廓仪、扫描电子显微镜和电子探针能量谱分析等仪器和方法,对麻坑进行了观察和测试,并对观察和测试的结果进行了分析,从而得出了麻坑的性质、产生的原因及对疲劳强度的影响的初步结论;指出这种麻坑是在切削过程中产生的;是在不形成节状切屑或积屑瘤的情况下,由刀具的后刀面与切削表面层冷焊所形成的一种鳞刺;并提出这种鳞刺的形成机理。作者还分析了这种麻坑在不同受力情况下对疲劳强度的影响,指出对于所研究的具体零件的受力情况,这种麻坑对零件疲劳强度的影响不大。     

试论切削过程中积屑瘤的稳定性

本文对有关积屑瘤稳定性的各种学说进行了剖析,通过试验研究与观察分析,得到如下初步认识: 1.积屑瘤是一种动态结构。切削大部分钢材,形成鼻形积屑瘤的情况下,积屑瘤的头部与金属本体间并不存在明显的分界。鳞剌的形成与积屑瘤密切相关,但鳞刺并非是积屑瘤大块撕离或脱落的碎片。 2.积屑瘤的存在具有一定的必然性,但其外形尺寸却具有一定的随机性。积屑瘤的基本部分保持着相对的稳定性,而其头部则因切削过程的动态特性而处于不稳定状态。 3.根据对积屑瘤稳定性规律的认识,就可按照实际需要,改变切削条件,达到控制积屑瘤的稳定性,使之有利于切削过程的改善与切削功效的提高。     

论积屑瘤在切削过程中的稳定性

积屑瘤在切削过程中有很强烈的作用。但是,这种作用持续的程度决定了积屑瘤的稳定性。过去文献多认为积屑瘤是高频地(每秒钟几十次以上)生灭的。本文作者由于研究鳞刺的结果,对这种说法产生了怀疑。最近对这个问题作了实验研究。结果说明积屑瘤在切削过程中是相当稳定的。既不高频地生灭,也不高频地部分地破坏和长大。本文论述了研究本课题的意义,对过去某些有关学说作了分析,叙述了实验方法和实验结果。最后还利用研究结果解释生产上某些有关积屑瘤的现象。     

精密切削时的积屑瘤、鳞刺与加工表面光洁度

本文根据用高速钢刀具对钢料和铝合金进行薄切削时的大量试验结果,论述了精密切削时切削速度与切削温度对积屑瘤高度和稳定性的影响、积屑瘤高度与加工光洁度的关系以及精密切削时鳞刺的高度、发生频率、密度等问题.     

基于LS-DYNA的金属切削加工有限元分析

采用有限元法对金属的切削加工过程进行了模拟,得出了工件内部应力、应变及温度的变化规律.模拟结果表明,切屑是切削层材料受到刀具前刀面的推挤,沿某一斜面发生剪切滑移形成的;切削进入稳定阶段后,材料的最大等效应力保持在某一值附近波动;钝圆半径的挤压导致成形表面产生残余应力;切削热主要集中在切屑上,切屑温度从切屑底层到外层逐渐递减.该方法弥补了实验方法冗繁的缺点,为金属切削原理的研究、切削加工工艺的设计提供了高效的方法和理论依据.     

Atomic Study on Some Problems in Nanometric Cutting Mechanism

An investigation of some problems such as chip formation and surface generation in nanometric cutting mechanism based on molecular dynamics(MD) simulation is presented.It shows that chip formation is similar to that observed in macro-scale cutting.The movement of some micro-dislocation is the main cause of formation of chip and surface.Surface generation is notably affected by very small cutting force vibration.The highest stress appears in tool cutting edge,and it may cause wear,so it is necessary to build a MD model of tool wear.     

制造金属纤维时的切削用量研究

在用大刃倾角切削法制造金属纤维的生产中,生产效率较低是制约该技术发展应用的关键问题。本文作者研制了一种新型刀具－大刃倾角多齿状刃刀具,大大提高了生产率。本文对新型刀具的切削用量进行了试验研究和理论分析,给出了可行的切削用量范围,可供实际生产中参考应用。     

An Indentation Method for Nanoprecision Measurement of Diamond Tool Edge Radius

In ductile mode cutting of brittle materials using di amond tools, such as ductile cutting of silicon and quartz for wafer fabrication , one of the key conditions for achieving ductile chip formation is to get the r ight ratio of tool cutting edge radius to the undeformed chip thickness. It has been shown that the undeformed chip thickness has to be in the order of nanomete rs and that the tool cutting edge radius has to be smaller than the undeformed c hip thickness. Therefore, nanoprecision measurement ...     

双刃斜角切削流屑角的研究

流屑角是金属切削过程中的重要特征参数。关于正交切削和单刃斜角切削以及前角和刃倾角都为零的双刃斜角切削的流屑角的研究比较成熟。而对于前角和刃倾角均不为零的双刃斜角切削流屑角的研究尚存在较大分歧。本文对前角和刃倾角均不为零的双刃斜角切削的流屑角进行研究,建立切削模型;根据切削深度和进给量的不同,该切削模型可导出两种不同的模型;系统地研究前角、安装倾角、刀尖角及进给量和切削深度变化时,流屑角的变化规律并用实验验证,结果表明,该模型可以用来预测双刃斜角切削流屑角。     

大圆弧车刀车削玻璃的实验研究

本文根据玻璃边位印压实验结果,设计出了适宜于切削玻璃的车刀——大圆弧车刀,并结合玻璃切削过程中材料的去除机理,讨论了采用这种车刀时玻璃表面的形貌和刀具磨损的原因。     

斜角切削刀具刃口曲率半径分析

采用微分几何的曲率分析方法,建立了斜角切削时刀具刃口的曲率半径在法剖面、主剖面与流屑平面内的表达式,讨论了刃口钝圆半径与刃倾角的关系,分析了曲率半径随刃倾角的变化趋势,并通过实例验证了刃口钝园半径与刃倾角的关系.结果可供刀具设计参考.     

矩形槽切削的切削力及切屑横向变形的研究

本文指出,矩形槽切削时的切削力可以看成由三部分组成:a、刀具主切削刃作直角自由切削产生的切削力;b、刀具副切削刃产生的切削力;c、切屑横向变形引起的切削力。通过分析表明,矩形槽切削时,切削力较自由切削时大的主要原因是由于切屑的横向变形受到限制而产生附加应力场,造成流屑过程中切屑两侧与工件已切槽侧壁发生严重摩擦所致,而刀具副切削刃产生的切削力几乎是可以忽略的。     

Atomic Study on Some Problems in Nanometric Cutting Mechanism

An investigation of some problems such as chip formation and surface generation in nanometric cutting mechanism based on molecular dynamics(MD) simulation is presented.It shows that chip formation is similar to that observed in macro-scale cutting.The movement of some micro-dislocation is the main cause of formation of chip and surface.Surface generation is notably affected by very small cutting force vibration.The highest stress appears in tool cutting edge,and it may cause wear,so it is necessary to build a MD model of tool wear.