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。     

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。     

犁沟,鳞刺,积屑瘤及它们之间的关系

本文的实验结果说明了已加工表面上的犁沟是积屑瘤前端切出来的,犁沟的横截面廓形能在150～310mm或更长的切削路程上保持不变。实验结果还说明积屑瘤比鳞刺稳定100倍以上。本文作者对鳞刺形成作了实验观察,发现节状切屑、积屑瘤和切削刃钝圆均能导致鳞刺的形成;并认为这三种原因导致的鳞刺的形成的过程和机理在本质上也是相同的;节状切屑、积屑瘤和切削刃钝圆之所以能导致鳞刺,完全是由于在它们的前方都能形成层积金属。     

自由车削中碳钢时切削条件对鳞刺高度的影响

本文简要地论述了前人有关鳞刺问题的见解及研究工作。介绍了用自由车削方法研究切削中碳钢时切削条件对鳞刺高度影响的规律。研究内容有:切创速度对鳞刺高度的影响;切创厚度对鳞刺高度的影响;切创宽度对鳞刺高度的影响;刀具前角对鳞刺高度的影响;刀具后角对鳞刺高度的影响;刀具刃倾角对鳞刺高度的影响;工件材料热处理对鳞刺高度的影响;切削液对鳞刺高度的影响。文中简单介绍了用双管显微镜测量鳞刺高度的简便方法,它与常用于测量不平度高度的方法有所不同。还介绍了氯化油作切削液的优良效果及它的生产考验的结果。最后指出本课题的研究结果在生产中应用的可能性及应注意的地方。     

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。     

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。     

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。     

刀具切削刃圆弧在精密切削中的作用

通过用高速摄影机对刀具切入过程的观察,本文指出刀刃钝圆半径的大小明显地影响着滑擦阶段经历时间的长短。文中比较了不同材料刀具的切薄能力和不同工件材料的可切薄性,研究了在精密切削条件下,刀刃钝圆半径对切削力、切削力比、切屑变形系数、加工硬化和鳞刺高度的影响,并建立了精密切削时的切削模型。     

精密切削的加工表面状态问题

本文根据用高速钢刀具对钢料及铝合金进行薄切削试验的大量试验结果,论述了精密切削的积屑瘤及其稳定性,鳞刺及其发生频率,以及它们与加工表面光洁度的关系。     

Ti6A14V 高效切削加工中绝热剪切带内微观组织演变及其形成机制

为了给钛合金的切削加工工艺制定提供参考,对Ti6A14V高效切削加工中绝热剪切带内微观组织演变及其形成机制进行研究。将Ti6Al4V看作切削材料,在不同情况下完成切削,选择有代表性的切屑当成制作金相的样本,给出切削实验工艺参数。选用蔡司金相显微镜对金相组织进行观察,通过Digimizer对锯齿金相的齿距、自由表面、带倾角和带宽进行测量,以体现锯齿化程度。针对金相样本,通过绝热剪切带内微观组织演变方法研究了切削速度和刀具前角对切屑的影响,以及进给速度对锯齿成形的影响,分析了Ti6Al4V切削形成机制。结果表明,在切削速度与进给速度逐渐增加,刀具前角从正值变化至负值的情况下,Ti6Al4V切削锯齿化程度增强;在切削速度、进给速度增加,刀具前角降低的情况下,绝热剪切程度增强;Ti6Al4V切削形成符合热（粘）塑性失稳机制。     

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。     

精密切削中影响零件加工表面完整性的因素分析

分析了精密切削中影响零件加工表面完整性的因素，分析了各因素对加工表面完整性的影响，指出刀刃几何形状，进给量，刀具磨损等加工表面粗糙度影响最大，刀刃钝圆半径对加工表面的变质层的影响最大，从而合理地采取措施，改善零件的加工表面完整性。     

预应力硬态切削对轴承套圈加工表面残余应力及形态的影响

理论分析和实践表明,已加工表面上合适的残余压应力的分布能提高机器零部件的表面质量和接触疲劳强度及寿命,本文针对轴承套圈外滚道表面残余应力的问题,采用预应力硬态切削方法,以主动控制轴承零件加工表面残余应力状态,提高轴承零件的疲劳寿命。文中对比和分析了硬态干式切削、预应力硬态切削和磨削三种方法加工轴承套圈得到的加工表面残余应力,并研究了加工表面硬度、表面粗糙度以及表面状态等。结果表明,预应力硬态切削可以获得满意的残余压应力状态和较好的表面质量。     

ZGMn13加热精车表面质量分析

对ZGMn13钢试棒分别进行普通及加热精车试验,结果表明,在同一切削试验条件下,加热精车表面质量较优,表面粗糙度可降低一级;二者纵向粗糙度几乎相同,但加热精车横向粗糙度显著减少;加热精车表面加工硬化程度及深度均明显地小于普通精车;加热精车表层孪晶带细而疏,而普通精车表层孪晶带粗而密,且横向截面还存在明显的鳞刺纤维层,夹杂呈带状分布。加热精车表层亚结构主要为位错,而普通精车主要为孪晶,它可能是加工硬化和形成鳞刺的微观根源。     

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.     

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。     

新型硬质合金微坑车刀切削能对比研究与预测

切削能绝大部分会转化为切削热,进而直接影响切削温度,因此研究切削能的产生、传递与转化对切削温度的研究尤显重要.本文以304不锈钢专用新型硬质合金微坑车刀创新设计为例,通过对新型微坑车刀和原车刀切削过程的切削能比较研究,建立车刀切削过程切削能与前刀面温度的关系模型,开展新型微坑车刀剪切能和摩擦能的预测研究和切削实验验证.研究结果表明,用实际生产推荐切削参数,干式切削情况下,新型硬质合金微坑车刀相比原车刀,输入能量降低8.96%,剪切能降低10.50%,摩擦能降低5.32%;刀具前刀面的切削温度与剪切能和摩擦能呈正相关关系;所建立切削能预测模型可为复杂切削条件下的切削能预测及前刀面切削温度研究提供参照.     

和田玉籽料与磨光籽料的表面特征分析

作者对搜集到的58件和田玉样品进行分析,主要运用显微镜对籽料和磨光籽料的表面形貌进行了系统的观察,发现和田玉籽料与磨光籽料在表面冲击坑、表面刮擦凹槽和皮色上都存在明显的差异,而这些特征差异为鉴别和田玉籽料和磨光籽料提供了重要依据.     

基于EBSD技术的单晶硅纳米切削研究

切削加工产生的表面和亚表面损伤会影响零件的物理力学性能和使用寿命.对目前存在的主要的表面/亚表面损伤检测技术进行了阐述,指出了目前检测方法的优缺点,提出了一种基于电子背散射衍射技术(EBSD)检测方法,作为现有检测技术的补充.基于课题组自行搭建的集成于扫描电子显微镜高真空条件下的纳米切削实验装置,用金刚石刀具在单晶硅(001)晶面上沿110晶向进行切削,然后利用EBSD进行表征.结果表明:利用EBSD检测技术可以对单晶硅不同切削厚度的应力应变进行分析,通过使用不同的电子束能量可以对距离表面不同深度的亚表面损伤进行研究.此外,利用其高分辨率,可以对硅片加工过程中出现的相变进行定点分析.