高速切削锯齿形切屑形成机理的研究现状与发展_杨奇彪
高速切削过程绝热剪切损伤破坏规律研究
高速切削过程绝热剪切损伤破坏规律研究大量研究表明，诸多工件材料在高速切削过程中容易发生绝热剪切现象，同时伴随着以绝热剪切带为标志的锯齿形切屑，锯齿形切屑会造成切削力的高频振动，影响刀具的寿命，降低工件的表面质量。
目前对于锯齿形切屑的损伤破坏特性及规律的研究尚没有合理的解释，材料的本构模型也没有准确地表达微观损伤对力学性能造成的影响。
本文采用理论研究和试验验证的方法，分析锯齿形切屑的损伤破坏特性，建立改进型J-C本构模型，并通过SHPB试验研究纯铜、铜合金的绝热剪切敏感性。
结果表明，通过微观观察，微裂纹沿着绝热剪切带产生、蔓延，最后形成贯穿绝热剪切带的长裂纹，进而导致锯齿形切屑的形成；结合微孔洞演化模型分析了切屑的损伤破坏特性,得出微孔洞的长大及相互融合是材料宏观力学性能降低的主要因素；通过SHPB试验，获得纯铜、白铜B19、黄铜H62、青铜QAL9-4的动态力学数据，并分析其动态力学性能；利用改进的能量势垒公式计算上述材料的G 值，并得出纯铜、白铜B19、黄铜H62、青铜QAL9-4的绝热剪切敏感性依次增强；针对绝热剪切带中微孔洞萌生发展的特点，推导损伤变量的显式表达式，并得出了考虑损伤的本构关系。
论高速切削[趣读]
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论高速切削[趣读]论高速切削技术发展高速切削是一项新进的正在发展的综合技术，在航天航空工业、模具制造业、汽车制造业等多个领域取得了巨大的社会经济效益，要充分发挥高速切字儿学技术的优势，就必须具备高速加工机床以及高速切削技术。
高速切削不但可大幅度提高加工速率，降低生产成本，而且还可以提高零件表面的加工质量和精度。
超高速加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生产有广发的使用性。
高速切削在航空和航天工业中用于高速铣削铝件已证明是有效的，高生产率的高速切削在模具工业中，尤其是在模具精加工方面打开新局面，今后将在更为传统的加工中得到发展。
高速切削理论是由德国学者萨洛蒙在上个世纪三十年代初提出的。
他通过大量的实验研究得出结论:在正常的切削速度范围内，切削速度如果提高，会导致切削温度上升，从而加剧了道具的磨损;然而，当切削速度提高到某一定值后，只要超过这个“死谷”，随着切削温度提高，切削温度就不会升高，反而会下降，因此只要切削速度足够高，就可以很好的解决切削温度过高而造成的刀具磨损不利于切削的问题，从而获得良好的加工效益。
高速切削技术得到重视，是在第二次世界大战之后:在证实和应用萨洛蒙理论方面，美国科技世界和工业界做了许多领先的工作。
美国相关机构于1960年前后进行了超高速切削实验。
到了1977年，美国在一台带有高频电主轴的加工中心上进行超高速切削实验,其主轴转速可在1800r/min—18000r/min范围内武技变速，工作台的最大进给速度为7.6m/min。
3倍，其主轴切削力减小了实验结果表明:与传统的铣削相比，其材料切除率增加了2倍—70%，而加工表面质量明显提高。
1979年，美国防卫高技术研究总署发起了一项“先进加工研究计划”，研究切削速度比塑性波还要快得告诉切削，为快速切除金属材料提供科学依据。
20世纪80年代以来，各国工业发的国家投入了大量的人力和物力，研究开发了高速切削设备及相关技术。
20世纪90年代以来，高强度、高熔点刀具材料和超高速电主轴的研制成功，用于高速进给的直线电动机伺服驱动系统的应用以及高速机床的其他配套技术的日益完善，为高速切削技术的完善及应用创造了良好的条件。
正交切削高强度钢绝热剪切行为的微观机理研究
正交切削高强度钢绝热剪切行为的微观机理研究近年来,高速切削加工技术在制造业中得到了广泛应用,高速切削条件下产生的锯齿形切屑可能会影响到工件的加工精度、表面粗糙度和刀具寿命。
绝热剪切带的产生和发展对于锯齿形切屑形成起到了关键作用,研究锯齿形切屑形成过程中绝热剪切行为的微观机理有助于进一步认识高速切削过程中的切屑形成。
本文采用材料显微观察和微观理论分析相结合的方法,对正交切削30CrNi<sub>3</sub>MoV高强度合金钢绝热剪切行为的微观机理进行了研究,主要研究内容如下: 1.正交切削高强度钢切屑形态演变过程的实验研究。
随着切削速度的提高,当切削速度达到某一临界切削速度时,带状屑转变为锯齿形切屑。
锯齿形切屑产生的原因是第一变形区内因热软化超过应变和应变率强化而发生了绝热剪切局部化。
对于带状屑和锯齿形切屑的切削力和切屑变形参数的测量和分析表明,锯齿形切屑与带状屑在形成机理上存在明显区别。
2.锯齿形切屑内绝热剪切带变形和温度的计算。
通过对锯齿形切屑形成过程中绝热剪切各个阶段的分析,提出了一种计算绝热剪切带内材料变形和温度的方法。
3.通过对高应变速率一维剪切变形理论模型的分析,提出了绝热剪切带宽度和间距与切削速度的关系式。
随着绝热剪切带的产生和发展,切屑形态发生了一系列转变,切削速度和工件材料回火硬度是影响这一转变过程的主要因素。
随着切削速度的提高,绝热剪切带的显微组织发生了由形变带向转变带的演变。
形变带硬度与加工硬化有关,而转变带的硬度则受到相变硬化的影响。
4.使用电子探针对绝热剪切带附近微区进行的成分分析表明,绝热剪切带内发生了C原子的短程扩散和碳化物析出。
使用一种新的制样方法,获得了可用于观察锯齿形切屑内绝热剪切带及其附近区域的微细组织形貌的TEM薄膜试样。
通过使用TEM对钢中转变带微细组织的观察和分析,确认绝热剪切带中心区的等轴晶粒为再结晶组织,提出了高强度钢锯齿形切屑内绝热剪切带微结构演化过程的微观模型。
高温合金锯齿形切屑绝热剪切带内材料组织演变及形成机理
高温合金锯齿形切屑绝热剪切带内材料组织演变及形成机理邓鹏飞;赵杰;齐民【摘要】为了研究不同铣削条件下切屑的宏观形态，设计了高速铣削单因素试验。
通过单因素试验考察了各个铣削参数对铣削力的影响，并对改变铣削速度后得到的切屑的宏观形态进行了分析。
对铣削加工中得到的切屑进行镶嵌、抛光、腐蚀，得到其金相显微组织照片，使用 Digimizer测量软件对切屑形态各参数进行测量，研究了铣削速度对锯齿化程度和锯齿齿距的影响。
通过得到的金相组织照片，对不同铣削参数下的切屑基体和绝热剪切带内材料的组织变化进行分析，得出了锯齿形切屑的形成机理。
%In order to study the macromorphology of the chip under different milling conditions,high speed milling of single factor experiment was designed.The milling parameters were obtained by single factor experiment on the influence of milling force,and the chip macro morphology from the change of milling speed was ling for chip after milling was inlayed,polished and corroded and obtained the metallographic microstructure pictures,and the chip morphology parameters were measured by using Digimizer software.The influence of milling speed was researched on the sawtooth degree and the sawtooth pitch.Through the microstructure pictures ,the chip substrate and the organization change of adiabatic shear band material under different milling parameters were analyzed,and obtained the formation mechanism of serrated chip.【期刊名称】《辽宁石油化工大学学报》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】5页(P52-56)【关键词】高温合金;高速加工;切屑形态;切屑形成机理;铣削【作者】邓鹏飞;赵杰;齐民【作者单位】辽宁石油化工大学，辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学，辽宁抚顺 113001;辽宁工程技术大学，辽宁阜新 123000【正文语种】中文【中图分类】TG506.1作为航空、航天、造船工业的重要材料，镍基高温合金具有加工组织稳定、产生的有害物质少、高温强度大、耐热性好、抗氧化能力及抗腐蚀能力强等特点[1]。
高速切削技术研究
高速切削技术研究第一部分高速切削技术的定义与特点 (2)第二部分高速切削刀具材料与磨损机理 (4)第三部分高速切削机床的选型与应用 (7)第四部分高速切削参数优化方法 (10)第五部分高速切削过程的热控制技术 (13)第六部分高速切削加工精度与表面质量 (15)第七部分高速切削在典型零件加工中的应用 (17)第八部分高速切削技术的发展趋势与挑战 (20)第一部分高速切削技术的定义与特点高速切削技术是一种先进的制造工艺，它通过使用高转速的刀具和优化的切削参数来提高材料去除率、加工精度和表面质量。
该技术的核心在于实现高效率、高质量和高精度的加工过程。
在高速切削过程中，刀具以极高的速度旋转（通常超过每分钟数千转），同时进给速度也相应提高。
这种高速旋转产生的离心力有助于减小切削力和切削热，从而延长刀具寿命并减少工件的热变形。
此外，由于切削力的降低，高速切削还可以减少振动，进一步提高加工精度。
高速切削技术的优势主要体现在以下几个方面：1.高效率：与传统切削相比，高速切削可以显著提高材料去除率，缩短加工时间。
研究表明，高速切削可以提高生产效率达 30%至50%。
2.高精度：高速切削过程中的低切削力可以减少工件的振动，从而提高加工精度。
此外，由于切削热的影响较小，工件的热变形也得到了控制。
3.高质量表面：高速切削产生的切削热较低，这有助于减少工件的烧伤和裂纹，从而获得更好的表面质量。
4.刀具寿命延长：高速切削可以降低切削力，减少刀具磨损，从而延长刀具的使用寿命。
5.节能减排：高速切削技术可以实现更高的材料去除率，从而减少能源消耗和碳排放。
然而，高速切削技术也存在一些挑战，如刀具成本较高、对机床性能要求较高等。
因此，在实际应用中，需要根据具体加工需求和技术条件，合理选择切削参数和刀具，以确保高速切削技术的有效性和经济性。
总之，高速切削技术作为一种先进的制造工艺，具有高效率、高精度、高质量表面等优势，但在实际应用中需充分考虑其成本和设备要求。
高速切削加工稳定性研究的现状和发展趋势
削试验时， 充分整合了检测系统和计算机分析计算的 功能。通过采集系统 （ 图 )） 得到各种在线参数， 进行 相应的存储、 分析、 数据库匹配等步骤 （ 如图 + 所示） 输出相应的切削参数来保证加工的稳定性。
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颤振预防与控制的研究现状 对于切削加工中颤振的控制， 国内外的研究人员
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［ () ］ （(） 电流变技术在切削颤振控制中的应用
吴雅? 机床切削系统的颤振及其控制? 北京： 科学出版社， $’’!? I-:F12D12 ;， N,-- O @， >01PF,P- Q， 10 ,4? ? >0,R8480H AB /F M C8448-D ,-9 F,20 $ ： ,4012-,0831 ,-,4H08E,4 C107A9:， F,20 ( 1TF128C1-0,4 9AS- M C8448-D， 3128B8E,08A-? I-012-,08A-,4 =A/2-,4 AB N,E78-1 ;AA4:UN,-/B,E0/21， ())! ： (" M !* ， !" M *)
主要是利用三维造型技术在计算机上设计出满足 视觉动感效果的三维虚拟主轴系统模型， 并将其离散 为有限个单元的组合体， 得到系统的动态特性， 然后进 行分析。利用有限元法研究高速切削系统稳定性相关 问题， 如切削温度、 切削力等。图 ! 所示为有限元法模 拟高速切削温度场所得的图样。分析过程中， 只要有 限元分析软件和计算机的计算能力以及计算效率就可 以把有限元模型的网格划分的足够细， 使其最大程度 地接近研究对象的实际情况， 所获得的研究结果也就 更有实际意义。
［ )+ . )/ ］ 报参数值的计算要花费较长时间 。
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绿色高速干式切削技术的研究内容及其发展_绿色制造_先进制造技术_489
绿色高速干式切削技术的研究内容及其发展_绿色制造_先进制造技术1 引言制造业是人类社会的传统产业，它的历史可以追溯到远古时代，人们磨制石器、铜器和铁器用来捕猎。
制造业为人类社会带来物质财富的同时，又给环境造成了严重的污染。
而切削加工作为制造技术的主要基础工艺，是产生污染的重要原因之一。
金属切削加工方法有湿式和干式切削法之分。
目前采用最多的是湿式切削法(即在金属切削加工时，用一定压力和流量的液体(切削液)连续不断地冷却、润滑刀具和工件加工部件的方法)。
这种方法已经使用多年，通常在金属切削加工时使用切削液主要有3个功能：润滑作用，冷却作用，清洗和排屑作用。
这些功能对工件已加工表面质量和刀具耐用度具有明显的影响。
随着高速切削加工技术的迅猛发展，加工过程中切削液的用量越来越大，有时高达80-1OOL／min。
但大量使用切削液造成了许多负面影响，主要表现在以下几个方面。
(1)增加了制造成本。
据国外许多统计资料表明，切削液及切削液的供给、保养、回收及切削废液的处理等费用加在一起，占总制造成本的13％-17％，而刀具消耗的费用仅占制造成本的2％-4％。
(2)造成了环境污染问题。
切削液是金属切削加工中造成环境污染的一个重要根源。
如乳化液不仅含有油，而且含有烧碱、油酸酯、乙醇和苯酚等有害物质。
如果这些切削液未经处理直接排人外界，会对环境造成严重污染。
(3)直接危害操作工人的身体健康。
切削液产生的油烟会引起工人肺部和呼吸道的多种疾病。
切削液与人体直接接触会诱发多种皮肤病[1]。
人类社会已经迈入2l世纪，随着制造技术的发展和环保意识的提高，发展以绿色无污染的高速切削工艺和加工方法成为人们追求的目标。
在这种背景下，取消或减少切削液和润滑剂的使用已成为金属切削工艺发展的必然趋势，于是干式切削工艺的研究便应运而生，干式切削(Dry Cutting)的概念逐步形成。
2 高速干式切削加工技术的提出及发展从20世纪90年代开始，国外对干式切削技术进行了大量研究，1995年干切削的科学意义被正式确立，1997年的国际生产工程研究会(CIRP)年会上，德国Aachen工业大学的F．Klocke教授作了“干切削”的主题报告；1999年1月在美国国家科学基金“设计与制造学科”受资助者会议上，国际著名的刀具制造厂MAPAL公司的总裁B．P．Erdel博士也作了有关美国干切削发展的主题报告[2]。
高速切削加工技术论文（2）
高速切削加工技术论文(2)高速切削加工技术论文篇二浅谈高速切削加工技术的发展摘要:高速切削技术是近十几年来迅速崛起的一项先进制造技术,已成为现代制造业的重要组成部分。
从高速切削的特点和机理入手,分析这项高新技术发展状况和目前的应用。
关键词:高速切削;机床;刀具高速切削是指在比常规切削速度高出很多的速度下进行的切削加工因此,有时也称为超高速切削Utra一ligh Speed Machining)。
高速切削是一个相对的概念,当使用不同的加工方法和工件材料与加工刀具时,Hsc的切削速度会有很大的不同。
高速切削强调的是高的速度,即要有高的主轴转速,高速切削中的高速不是一个技术指标,而应是一个经济指标。
高速切削时由于切削速度的大幅度提高,决定了高速切削具有以下特点:一是生产效率提高;二是切削力降低;三是工件的热变形减小;四是工件振动减小;五是可加工各种难加工材料;六是生产成本降低。
一、高速切削的机理在高速切削过程中,由于切削速度足够快,使应变硬化来不及发生,变形只发生小范围内会使切削力小于传统速度的切削力。
高速切屑变形机理在很大程度上与热量有关,随着切削速度的增加,切屑流受到的阻力减小,从而使切屑变薄、切削力减小。
高速切削机理主要包括高速切削中切削力、切削热变化规律.刀具磨损的规律.切屑的成型机理以及这些规律和机理对加工的影响。
目前对铝合金的高速切削机理的研究与应用比较成功,但对黑金属和难加工材料的高速切削机理的研究与应用尚处于不断探索之中,应用也是在不成熟的理论指导下进行。
另外,高速切削机理的研究与应用已进入钻铰、攻丝等的切削方式中,但还处于探索阶段。
随着科学技术的发展,对高速切削的切削力、切削热、切屑成型、刀具磨损、刀具寿命、加工的精度和表面质量等的变化规律将做更加深入的分析与研究。
二、高速切削的发展高速切削缘起自航空铝合金零件的加工。
在该领域,高速加工主要用于铣削高强度铝合金整体构件、薄壁类零件,切除其90%,的材料。