7N01铝合金高速斜角切削过程中的切屑演化机理

• 作者: 于晓 王优强 张平 宋爱利 徐创文
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 7N01铝合金 斜角切削 切屑形态 热力耦合
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 精密与超精密加工|Precision and Ultra-precision Machining
• 页码范围: 167-177
• 页数: 11页
• 分类号: TG147
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2022.03.017

摘要

目的 研究高强铝合金高速斜角切削参数对切屑形态及演化规律的影响,探究切屑形态转变的内在机理,为延长刀具使用寿命、改进加工工艺提供理论依据.方法 基于通用有限元软件建立7N01铝合金高速斜角切削三维数值模型,利用加工中心、三向测力仪进行切削试验,通过金相显微镜和扫描电子显微镜对切屑形貌进行表征,结合有限元仿真结果,探明切屑演化机理.结果 在刃倾角为15°、切深为2 mm及进给量为0.9 mm/z的切削参数下,当切削速度低于900 m/min时,切屑宽度方向首先与刀刃接触的一侧有较为明显的撕裂或出现边缘锯齿状毛边现象,此时切削力波动剧烈,结合撕裂区微观组织和有限元分析,发现该侧应力和温度水平明显高于另一侧,循环拉-压塑性变形是导致切屑锯齿状毛边的主导因素.当切削速度高于700 m/min时,材料的热软化效应增强,绝热剪切带来的热塑性剪切失稳占据主导作用,切屑边缘锯齿状毛边逐渐消失,沿切屑的厚度方向出现了明显的绝热剪切带,即形成了锯齿状切屑,并且锯齿化程度随着切削速度的提高而加剧.结论 斜角切削时,切屑形态会随着切削速度的变化而发生转变,切削加工中的热-力耦合作用是切屑演化的主要原因,2种锯齿状切屑均会带来切削力的波动,影响表面质量,在实际切削加工过程中要尽量避免.