论文部分内容阅读
高速切削技术现已成为一门成熟的现代先进加工制造技术。人们对于高速切削理论进行了很多研究,其中切屑形成理论是高速切削理论研究的重要内容,尽管锯齿形切屑形成理论研究取得了一定成果,但也存在不少问题,研究还有待进一步深入。人们对高速切削不锈钢切屑形成机理还没有一个清晰全面的认识。本文对此进行了全面的研究探讨。本文通过高速切削0Cr18Ni9不锈钢获得不同切削条件下的切屑和切削力,分析切削条件对切削力和切屑形态的影响。然后,使用扫描电子显微镜(SEM),电子探针(EPMA),X射线衍射分析(XRD)和透射电子显微镜(TEM)等材料显微观察和测试分析方法,观察了高速切削不锈钢切屑内的绝热剪切带和底面磨擦变质层的微观结构以及切屑断裂面的微观形貌,分析切削条件在其形成过程中的影响规律,并结合相关理论分析其微观形成机理。得出以下几点结论：1)切削力随切削速度的提高先增大再减小,并随切削厚度的增加、刀具前角的减小而增大。随着切削速度的增加,切削厚度的减小,刀具前角的减小,切屑的锯齿化程度提高。2)SEM观察不锈钢绝热剪切带微观结构,发现随着切削速度的提高、切削厚度的增加和刀具前角的减小,绝热剪切带变形加剧,变形机理发生改变；TEM观察绝热剪切带微细组织,发现较低切削速度下其内部奥氏体晶粒碎化,较高切削速度下奥氏体发生动态再结晶；EPMA试验结果表明在绝热剪切带形成过程中,其元素成分没有变化。据此得出结论：(1)在较低切削速度下绝热剪切带内发生剪切变形形成形变带；(2)在较高切削速度下,绝热剪切带发生动态再结晶形成转变带；(3)在绝热剪切带形成过程中没有相变发生。3)SEM观察切屑断裂面的微观形貌,发现断裂面为波纹状撕裂棱和平坦面两种形貌混合形态,应为纯剪切滑断面。随着切削速度的提高、切削厚度的增大和刀具前角的减小,断裂面变的越来越平坦,撕裂棱变的越来越细小。4) SEM观察切屑磨擦变质层微观特征,发现变质层是经过高温、高压和剪切力作用形成的微观结构,分为三个不同程度的变质区域：(1)边缘非晶化组织；(2)近底面再结晶组织；(3)远底面变形组织。随着切削速度的提高、切削厚度的增加和刀具前角的减小变质层厚度增加,非晶化组织增多,再结晶组织更加致密,变形组织变形量增加。