应用试验研究,研究了工件材料硬度、刀具前角、切削用量(包括切削速度、进给量、被吃刀量)对切屑类型产生的影响,指明了切屑类型随切削用量的变化趋势,并应用传统的金属切削理论作出了解释,为高速切削淬硬钢提供了理论依据。

高速切削高温合金材料时,采用单一变量原则,对改变刀具前角参数所得锯齿形切屑进行宏观、微观形态研究,记录加工过程产生的切削力和切削温度数值,实现高速切削加工锯齿形切屑形成机理研究。通过分析锯齿形切屑的形成结果,比较高速切削加工中不同切削参数对锯齿形切屑的影响,探究不同切削参数与切削力之间关系,间接得到切削力与锯齿形切屑形成的关系;通过分析高速切削下锯齿形切屑金相组织与切削温度,得出材料在第一变形区先靠近刀尖部位容易被破坏。

基于有限元分析软件ABAQUS的Johnson-Cook材料模型以及断裂准则模拟高速切削淬硬钢锯齿状切屑形态,并讨论刀具前角和锯齿状切屑形态对切削力的影响。研究表明仿真结果和试验结果是一致的,文中介绍的有限元模拟方法可以准确地模拟并预测高速切削淬硬钢时的切屑形成过程。