哈爾濱中天數(shù)控工具有限責(zé)任公司
公司網(wǎng)站：www.www.hmniuwr.cn
服務(wù)熱線：0451-82340716
服務(wù)熱線：0451-82340716
眾所周知，金屬切削是一個復(fù)雜的物理過程，迄今，完全用數(shù)字力學(xué)方法定量描述尚有一定困難因而在對金屬切削過程進(jìn)行研究時，在很大程度上要依賴試驗的方法。
本文提出了減摩槽的概念，通過平前刀面和帶減摩槽刀片的切削性能的對比試驗，考察了減摩槽對金屬切削過程中主切削力及切削變形和斷屑性能的影響，并對試驗結(jié)果進(jìn)行了理論分析，得出了一些有啟發(fā)性的結(jié)論。
2試驗條件1試驗原理平前刀面刀片與帶減摩槽刀片（前角相同）切削性能比較減摩槽是在具有相同前角的平前刀面上用高速刻模機(jī)沿刀刃垂直方向磨出的幾個小凹槽試驗的主要目的是考察平前刀面與帶減摩槽刀片（前角相同）的主切削力Fz，切屑形狀及斷屑范圍的差別3.1主切削力Fz比較是三組刀具的主切削力Fz的試驗結(jié)果比較2主要試驗儀器設(shè)備精密車床：型號：CM6140動態(tài)電阻應(yīng)變儀：型號：YD- 15型23工件材料：正火態(tài)45號鋼24試驗用刀片：前角為-4°、0*及<的光刀面刀片及具有同樣前角但帶減摩槽的刀片，如所示。
25切削用量：切削速度為V= h1傅華1，男a28歲，華中理工學(xué)機(jī)械科學(xué)與工工程學(xué)院碩士！現(xiàn)從事硬質(zhì)質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片斷屑屑機(jī)理及三維斷屑槽型的研究dt的三種情況，當(dāng)a>=3mm，進(jìn)給量f相同時，帶減摩槽刀片的主切削力Fz都比平前刀面刀片要小一些因此，我們可以這樣認(rèn)為，在相同切深，相同前角，相同進(jìn)給量的情況下，帶減摩槽刀片的Fz比平前刀面刀片的Fz小。
另外，我們還可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)a，=3mm時，帶減摩槽的刀片在小進(jìn)給量時，主切削力與平前刀面刀片比較接近；在中等進(jìn)給量及增大進(jìn)給量時，切削力要比平前刀面刀片小一些；從變化趨勢上來看，如果進(jìn)一步增加進(jìn)給量，帶減摩槽刀片的切削力相對于平前刀面刀片將會下降得更十快3.2切削形狀比較和即為光刀面與帶減摩槽刀片的加工屑形。
從屑形的比較中我們可以發(fā)現(xiàn)，在相同切深相同進(jìn)給量、相同前角的情況下，帶減摩槽刀片的切屑要比光刀面刀片的切屑卷曲更厲害，更易折斷。其斷屑范圍也增大了。
4試驗結(jié)果的分析與討論從以上的試驗中，我們得出的結(jié)論是在相同切深相同進(jìn)給量、相同前角的情況下，帶減摩槽刀片的主切削力比光刀面刀片的要小，切屑的曲率也大一些出現(xiàn)這種情況的原因可以從切屑的受力及前刀面上的摩擦對切屑變形的影響等幾個方面來分柝71994-2015China圖Atacferi的相角在不不同進(jìn)給量下光獄減摩槽碟的加工1>）\-，由于切屑與前刀面之間的壓力很大，可達(dá)2~3GPa，再加上幾百度的高溫，可以使切屑底部與前刀面發(fā)生粘結(jié)現(xiàn)象在粘結(jié)情況下，切屑與前刀面之間就不是一般的外摩擦，而是切屑和刀具粘結(jié)層與其上層金屬之間的內(nèi)摩擦這內(nèi)摩擦實際上就是內(nèi)部的滑移剪切，它與材料的流動應(yīng)力特性以及粘結(jié)面積大小有關(guān)，所以它的規(guī)律與外摩擦不同表示刀屑接觸面有粘結(jié)現(xiàn)象時的摩擦情況刀屑接觸面分二個區(qū)域；在粘結(jié)部分為內(nèi)摩擦，這部分的單位切向力等于材料的剪切屈服強(qiáng)度T，粘結(jié)部分之外為外摩擦，即滑動摩擦，該處的單位切向力由T逐漸減小到零。顯然，金屬的內(nèi)摩擦力要比外摩擦力大得多。這里分析問題時，要著重考慮內(nèi)摩擦因此，我們可以這樣認(rèn)為，在金屬切削過程中，刀具與切屑的接觸處于塑性接觸狀態(tài)，界面處的摩擦力近似等于在該溫度、應(yīng)變及應(yīng)變率下的工件材料的剪切抗力，而不是與正壓力成正比4.2切削力的理論公式我國的科學(xué)工作者曾在佐列夫研究工作的基礎(chǔ)上引申出了較簡單的計算切削力的理論方程。在自由切削，無積屑瘤，不考慮溫度影響并略去作用在后面的力的情況下有：f-一進(jìn)給量；k一一與前角有關(guān)的常數(shù)；一一變形系數(shù)T一一工件材料的剪切屈服強(qiáng)度，隨切削溫度升高而略有下降。
由式（2）可以看出，由于摩擦力等于剪應(yīng)力乘以接觸面積，從理論上來說，減小接觸面積，即減小An，可以減小摩擦力Ff前人大量的研究結(jié)果表明：當(dāng)摩擦力Ff減小時會隨之減小，由式（1）的減小將使Fz下降即會出現(xiàn)前面切削力試驗中的比較結(jié)果。
增大，減摩槽的作用將進(jìn)一步增大，其有效接觸面積將會減小得更多，因此其摩擦力，主切削力也會下降得更多，即出現(xiàn)試驗中發(fā)現(xiàn)的隨著進(jìn)給量的增大，帶槽刀片的主切削力相對于平前刀面刀片將會下降得更快的情況4.3作用在切屑上的力切屑的卷曲根據(jù)圖像一塑性法可以證明是由于在切削過程中存在彎矩，如所示前刀面上的切削合力Fr與剪切面上的切削抗力Fr'大小相等，方向相反，但不共線而組成彎矩。此彎矩使切屑卷曲，并影響它的折斷由前一部分的分析可知，帶減摩槽刀片由于減小了接觸面積而使摩擦力減小。按照同向彎矩可以引起切屑同向彎曲的觀點(diǎn)，由于摩擦力形成的彎矩方向與使切屑彎曲的彎矩方向相反，故摩擦力的減小將會增大切屑的卷曲。因此帶減摩槽刀片的屑形比光刀面刀片的切屑卷曲更緊一些*后，根據(jù)以上原理我們設(shè)計了一種帶減摩槽的新型槽型，見5主要結(jié)論本文在進(jìn)行了大量的切削性能基本試驗的基礎(chǔ)上，通過對帶減摩槽及平前刀面刀片對比試驗結(jié)果的認(rèn)真細(xì)致地分析和討論，得出如下結(jié)論：（1提出了減摩槽的概念。在保證刀片強(qiáng)度的前提下，通過在前刀面上增加減摩槽，可以減小刀片前刀面與工件的接觸面積，從而減小它們之間的摩擦力，*終達(dá)到減小主切削力的目的。
減摩槽設(shè)計樣例（2）由于刀片前刀面與工件之間的摩擦減小，根據(jù)對切屑的受力分析及同向彎矩可以引起切屑同向卷曲，減小摩擦力不僅使總的切削力減小，還可以增加切屑的卷曲
來源：中國刀具網(wǎng)
