切削速度對鈦合金切屑形貌和剪切帶的影響研究

趙先鋒，姜雪婷，史紅艷，2，鄒子川

（1.貴州大學機械工程學院，貴州 貴陽 550025；2.貴州大學教育部現代制造技術重點實驗室，貴州 貴陽 550025）

1 引言

1954 年文獻[1]切削鈦合金時發現了鋸齒形切屑，國內外學者通過大量的理論研究和試驗分析發現鋸齒形切屑的形成原因主要有兩個方面：一是難加工材料，即材質硬、強度高、熱物理性能差的材料，易在加工速度不高時形成鋸齒形切屑[2]；二是工件材料易在加工速度較高時形成鋸齒形切屑。鋸齒形切屑形成的原因主要有兩種理論：一是絕熱剪切理論[3]；二是周期性斷裂理論[4]。文獻[5]提出了工件材料先因絕熱剪切失穩和局部應變導致了沿剪切面的突發性剪切斷裂，再發生卷曲，變形較小的屑片基體與變形較大的窄帶相互間隔，從而形成鋸齒形切屑。當材料由塑性變形引起局部升溫而導致材料的熱軟化效應超出材料的變形強化效應時，發生熱塑性剪切失穩[6]，形成了剪切帶。形成剪切帶是鋸齒形切屑形成過程中的一個重要特征。文獻[7]提出了鋸齒形切屑的幾何模型，從幾何模型中可以看出，鋸齒形切屑的形貌與切削條件有關，改變切削中工藝參數（切削速度、切削深度、進給量）和刀具參數（前角、后角、刀尖半徑）的值會引起鋸齒形切屑的改變，三個工藝參數中切削速度對鋸齒形切屑的影響最大[8]。文獻[8]以Ti6Al-4V、7050-T7451、Inconel 三種工件材料的切屑為研究對象，發現鋸齒形切屑絕熱剪切帶裂紋擴展的增加和切屑鋸齒化程度的增加，是由切削速度增加時拉伸應力區的擴大所致。……