导　　师： 叶邦彦

学科专业： H0201

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 二十世纪70和80年代以来,世界各工业发达国家都竞相开展了对这一技术的理论和应用研究,并部分地投入工业应用。大多数研究文献对于高速切削概念的陈述都是基于高的切削速度,及其技术和经济效益而言。本文着眼点在于揭示高速切削的机理,探究实现高速切削优越性的物理本质之所在,寻求工业使用中不同工况条件下实现高速切削最佳技术与经济效益的工艺条件。本课题是以实验研究为基础,借助测力、测温、扫描电镜、金相组织和成分以及形貌轮廓观察分析等手段,对高速车削过程中切削用量变化对于切屑变形、切削力、切削温度、刀具磨损、已加工工件表面形貌和表层结构等几个方面的影响和高速连续车削条件下的金属材料的切削机理加以研究。研究切屑变形发现,在高速车削条件下出现了新的切削变形现象,切屑有带状和锯齿形两种不同形式。切屑形成过程由塑性剪切变形和集中剪切滑移两个过程构成,材料热特性与切削条件联合作用的结果导致集中剪切滑移现象的出现是产生锯齿形切屑的关键。切削速度和材料硬度是影响材料变形的两个主要因素,切削速度提高引起切削高热对于切屑形式形成和改变起着双重影响作用。锯齿形切屑是高速切削条件下的材料变形典型形式,随切削用量的改变会随之变化,变形和摩擦产生的切削高热是影响材料变形的主导因素。文中分析了锯齿形切屑的形成过程及其机理,建立了切削模型和速度模型,进行了有关变形参数的计算。采用数理统计方法对切削力和切削温度试验数据进行处理,并建立了两者的经验公式,从试验曲线直观分析和公式回归分析两方面揭示切削力和切削温度在高速切削条件下随切削用量变化的规律。在切削过程中,切削用量各因素对切削力和切削温度的作用趋势是不尽相同的,表现出物理量变化的复杂性。本课题试验中,低速时,机械冲击造成刀具破损失效,高速时,热冲击决定了刀具失效是以磨损为主。本文对刀具出现的破损、磨损机理进行了分析。从扫描电镜、金相组织照片和形貌轮廓描绘的微观和细观的角度分析工件已加工表面形貌和表层结构特征。受刀具刃磨、磨损状态和高速切削运动中的高应变、高温影响,高速切削使表面上出现犁垄、犁沟和烧蚀凹坑以及熔融金属涂抹等现象,白层的出现是高速切削中的典型特征并具有普遍性,与切削用量大小和材料硬度高低有关。分析工件表面形貌结构认为,试验中工件表面温度没有降低。

关 键 词： 高速车削 切屑变形 切削力 切削温度 刀具失效 表面形貌和结构

分 类 号： [TG51]

领　　域： [金属学及工艺]