高速切削切屑形态及切削力研究 - 图文

本科毕业设计（论文）说明书

高速切削切屑形态形成机理及切削力研究

院（系） 机械工程学院 专 业 机械工程及自动化 学生姓名 黄捷 指导教师 万珍平 讲师 提交日期 2005年06月10日

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华 南 理 工 大 学

毕 业 设 计 （论文） 任 务 书

兹发给 01机械4 班学生 黄捷 毕业设计（论文）任务书，内容如下：

1.毕业设计（论文）题目： 高速切削切屑形成机理及切削力研究 2.应完成的项目： （1） 对高速切削切削力与切削速度关系进行研究 （2） 对切屑形态和切削热与切削速度关系进行研究 （3） 对切削力、切削温度和切屑形态的综合研究 （4） 对高速切削加工表面粗糙度进行研究

3.参考资料以及说明： （1）艾兴等，高速切削加工技术，国防工业出版社，2003年10月第1版 （2）曾志新等，机械制造技术基础，武汉理工大学出版社，2001年7月第1版 （3） Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid, Manufacturing Engineering and

Technology—Machining, 机械工业出版社，2004年3月第1版

（4） （5） （6）

4.本毕业设计（论文）任务书于2005年03月01日发出，应于2005年06月10日前完成，然后提交毕业考试委员会进行答辩。

专业教研组（系）、研究所负责人 审核 年 月 日

指导教师 签发 年 月 日

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毕业设计（论文）评语：

毕业设计（论文）总评成绩：

毕业设计（论文）答辩负责人签字： 年

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日 月

摘要

高速切削是实现高效率制造的核心技术。工序的集约化和设备的通用化使之具有很高的生产效率。根据机加工实践所知，在不同的情况下，包括工件材料不同、刀具类型不同、刀具特性不同、机床特性不同、转速不同、进给量不同、切削深度不同等等，都会造成切屑形态的不同。在高速切削加工过程中，切削速度、切削深度和进给量的不同都会造成切屑的形态有所不同。本实验对①相同切削深度和相同进给量，②相同切削深度和不同进给量，③相同进给量和不同切削深度三种情况下，对切削力、切削温度和切屑形态随切削速度变化的规律作了不同的研究探讨，同时本实验也研究了各种情况下工件已加工表面粗糙度与切削速度之间的关系。实验结果表面：对切屑成形影响最大的是进给量f和切削速度v。进给量f较小时，随着切削速度的增加，切屑的连续性变好，容易生成带状切屑；进给量f较大时，随着切削速度的增加，切屑的连续性却变差，易于产生崩碎屑。切削深度ap对切屑的成形和切削温度有一定的影响但并不十分显著。切削深度ap越大，切削力越大，切削温度越高，但相差并不十分明显。切削深度ap越大，切屑的变形量越大，越难形成带状切屑。本文还对高速切削、切屑的类型、切屑的控制及切削温度的测定等概念作了较为明确的阐述。

关键词：高速切削 切屑形态 切削速度

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ABSTRACT

High Speed Cutting is the major technology to implemente the high efficiency manufacture. The intensive working operation and the generalized equipment make it to have a high efficiency. According to the experience of machining, under different conditions, including the differences of the materials of the workpieces, of the types of the tools, the characters of the tools, of the characters of the machine tool, and the differences of the speed, the feed or the cutting depth, would make the shapes of the chips different. In the process of High Speed Cutting, the differences of cutting speed, cutting depth and amount of feed would make the shapes of the chips different. This experiment make different study to the cutting force, the cutting temperature and the changes of the chips when the cutting speed changed in the three situations: ①the same cutting speed and cutting depth;②the same cutting speed and cutting depth;③the same cutting depth and different cutting speed. At the same time, this experiment has studied the relationship between the roughness of the workpiece and the cutting speed. The results of the experiment show that the cutting speed and the amount of feed make the most important effects to the shapes of the chips. When the feed is small, the continuity of the chip changes well and easy to generating the flow chip as the cutting speed increasing. When the feed is bigger, the continuity of the chip changes weak and easy to generating the chippings as the cutting speed increasing. The cutting depth makes some effects to the shapes and the cutting temperatures of the chips, but not so important as the cutting speed and the amount of feed do. As the cutting depth increases, the cutting forces and the cutting temperature increase. As the cutting depth increases, the shapes of the chips change greater and more different to generate flow chip. This paper also makes definite formulations to the concepts of high speed cutting, the type of the chips, the control of the chips and the determination of the cutting temperature.

Key word: high speed cutting，the shapes of the chips，cutting speed

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目录

摘要 Ⅰ Abstract Ⅱ

第一章 前言

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1·1高速切削的定义 ........................................................ 8 1·2高速切削加工的目标 .................................................... 9 1·3高速切削的适用领域 .................................................... 9 1·4高速切削加工技术现状 ................................................. 11

1·4·1加工设备 ........................................................ 11 1·4·2切削工具 ........................................................ 11 1·5 切屑的类型及其分类 ................................................... 13 1·6切屑屑形及其控制 ..................................................... 14 1·7切削热 ............................................................... 15

1·7·1 切削热的来源及其研究 ............................................ 15 1·7·2 切屑成色的温度判别 .............................................. 16 1·8高速切削加工的国内外现状 ............................................. 16 1·9本实验的意义 .......................................................................................................................................... 18 第二章 实验设备与方法????????????????????19 2·1实验材料及器材 ....................................................... 19 2·2实验步骤 ............................................................. 19

2·2·1工件制取步骤 .................................................... 19

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2·2·2 KISTLER测力仪使用步骤 .......................................... 19 2·2·3实验步骤 ........................................................ 19 2·2·4实验数据计算方法 ..................................................................................................................... 20 第三章 高速切削切削力与切削速度关系???????????? 21 第四章 切屑形态和切削热与切削速度关系 ……………………………26 第五章 切削力、切削温度和切屑形态的综合研究

……………………………37

5·1相同进给量、不同切削深度之间数据的比较分析 ........................... 37 5·2相同切削深度不同进给量数组之间的比较 ................................. 40 第六章 高速切削加工表面粗糙度 第七章 结论

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………………………………………………………… 48

结束语 ……………………………………………………………… 49 参考文献

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第一章 前言

1·1高速切削的定义

高速切削（High Speed Cutting-HSC）概念起源于德国切削物理学家Carl Salomn的著名切削实验及其物理引伸。他认为一定的工作材料对应有一个临界切削速度，其切削温度最高。

在常规切削范围内（见图1A区）切削温度Tv随着切削速度Vc的增大而提高，当切削速度到达临界切削速度后，切削速度再增大，切削温度反而下降（见图1C区），所以越过B区，在高速区C区进行切削，则可用现有的刀具进行高速切削，从而大大地减少切削工时，成倍提高机床的生产率，同时提高加工质量管理，并可用于切削各种硬、韧性、难加工材料的工件。

有关高速切削的含义，目前尚无统一的认识，迄今有三种观点：①切削速度很高，通常认为其速度超过普通切削的5～10倍；②机床主轴转速很高，一般将主轴转速在10000～20000r/min以上定为高速切削；③进给速度很高，通常达15～50m/min。图2所示为德国Schulz教授于1992年在CIRP上提出的高速切削(HSM)及其涵盖的范围。图中所示的过渡区(Transition)即为通常所谓的高速切削范围，这也是汽车制造相关技术人员所期待的或者可望实现的切削速度。HSM也可视为超高速切削范围。

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图1-2 不同材料的高速切削加工速度范围

1·2高速切削加工的目标

高速切削是实现高效率制造的核心技术，工序的集约化和设备的通用化使之具有很高的生产效率。可以说，高速切削加工是一种不增加设备数量而大幅度提高加工效率所必不可少的技术。

高速切削加工的优点在于：①提高生产效率；②提高加工精度；③降低切削阻力。但随之也出现了值得注意的事项：①机床的耐用度降低；②工具寿命缩短；③排屑性能下降。解决上述问题是进一步发挥高速高效率加工的重要攻关课题。

1·3高速切削的适用领域

(1)高效柔性生产线

图3所示为日产汽车公司高效率柔性生产线的设计方案，它具有如下特点： ① 小型化； ② 柔性突出； ③ 易于转变加工内容； ④ 多列化。

这是一种全新设计的FTL(Flexible Transfor Line)生产线。图4为利用该生产线加工发动机汽缸盖等箱体工件的实例。

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图1-3 日产汽车公司高性能柔性生产线的设计方案

图1-4 FTL生产线加工实例

(2)模具加工

为了尽快适应市场的需要，产品的轧制模具和树脂防冲挡的成形模具等均必须缩短制作周期和降低生产成本。模具的制作应比零部件的生产先走一步，因此，必须下大力推进模具生产高速化的进程。某些公司为此采用CBN立铣刀进行高速高精度加工。高速高精度加工的目标大致包括两个方面：①与过去的精加工相比，进一步实现高精度化，此项加工必须满足表面粗糙度、弯曲度的精度要求，为此应施以适当的手工精修加工。②由于切削速度的极大提高，与过去的精加工工序相比，加工周期应大幅度缩短。图5所示为采用高速高精度加工技术后，模具制作周期缩短的情况。

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1·4高速切削加工技术现状

1·4·1加工设备

(1) 主轴结构：新近开发的加工中心主轴DN值(主轴直径与每分钟转速之积)大都已超过

100万。轴承主要为重量轻于钢制品的陶瓷球轴承，轴承润滑方式大都采用油气混合润滑方式。在高速加工领域，目前已开发出空气轴承和磁轴承以及由磁轴承和空气轴承合并构成的磁气/空气混合主轴。

图1-5 采用高速高精度加工缩短模具制作周期

(2)进给机构：高速切削加工所用的进给驱动机构通常都为大导程滚珠丝杠或直线电机，其 最高加速度在1G以上，最高进给速度可超过90m/min。

(3) 圆度加工：圆度加工是采用立铣刀或螺纹刀具加工零部件或加工模具时必不可少的加工 方法，机床的运动性能将直接影响到其加工精度。后面将要介绍，在模具的高速切削加工中，主要采用小切深大进给的加工方法。因此，要求机床在大进给速度条件下，应具有高精度定位功能和高精度插补功能。在测量机床运动性能时，可采用海登哈因公司的DBB等系统作为保持机床精度的诊断工具，该系统可发挥极为良好的保证作用。

1·4·2切削工具

(1)工具材料的发展

图6所示为车削钢材和铸铁时，切削速度与工具材料的发展情况。为 了实现高速切削加 工，首先应提及的自然是机床的率先改进；然而也可以这样表述：高速切削技术

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的发展史，也就是刀具材料不断进步的历史。高速切削的代表性工具材料是CBN，端面铣削使用CBN刀具时，其切削速度可高达5000m/min。目前，用金刚石刀具端面铣削铝合金时，5000m/min的切削速度已达到实用化水平。V=5000m/min以上的高速切削所用的工具材料，除CBN与金刚石外，迄今尚未发现有其他品种。 (2)涂层刀具

CBN和金刚石刀具只能用于一定的加工领域，尚不能取得非常理想的降低加工成本的效果。能够使切削工具既作到价格低廉，又具有优异性能，可有效降低加工成本的技术，目前当首推涂层技术。现在高速加工用的立铣刀，大都采用TiAIN系的复合多层涂镀技术进行处理。如目前在对铝合金或有色金属材料进行干式切削时，DLC(Diamond Like Carbon)涂层刀具就受到人们极大的关注，预计其市场前景十分可观。 (3)刀具夹持系统

刀具的夹持系统是支撑高速切削的重要技术，目前使用最为广泛的是两面夹紧式工具系统。各公司已作为商品正式投放市场的两面夹紧式工具系统主要有：①HSK、②KM、③Bigplus、④NC5、⑤AHO等系统。日产汽车公司的高效率生产线(FTL)上即采用了HSK工具系统。在高速切削的情况下，刀具与夹具回转平衡性能的优劣，不仅影响到加工精度和刀具寿命，而且也会影响到机床的使用寿命。因此，在选择工具系统时，应尽量选用平衡性能良好的产品。日产汽车公司在使用镗削刀具等切削工具时，对刀具与夹具组合在一起时的失衡量设定了一个合理的控制值，这样，可保证此类刀具进行精度稳定的切削加工。

图1-6 刀具材料的发展与车削加工高速化的关系

（陶瓷和CBN主要用于灰口铸铁的切削加工， 其他刀具材料主要用于碳钢和合金钢等的切削加工。)

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1·5 切屑的类型及其分类

由于工件材料不同，切削过程中的变形程度也就不同，因而产生的切屑种类也就多种多样，如图示。图中从左至右前三者为切削塑性材料的切屑，最后一种为切削脆性材料的切屑。

a带状切屑

b挤裂切屑

图1-7 切屑的类型

c单元切屑

d崩碎切屑

1）带状切屑

它的内表面光滑，外表面毛茸。加工塑性金属材料，当切削厚度较小、切削速度较高、刀 具前角较大时，一般常得到这类切屑。它的切削过程平衡，切削力波动较小，已加工表面粗糙度较小。 2）挤裂切屑

这类切屑与带状切屑不同之处在外表面呈锯齿形，内表面有时有裂纹。这种切屑大多在 切削速度较低、切削厚度较大、刀具前角较小时产生。 3）单元切屑

如果在挤裂切屑的剪切面上，裂纹扩展到整个面上，则整个单元被切离，成为梯形的单元切屑，如图c所示。

以上三种切屑只有在加工塑性材料时才可能得到。其中，带状切屑的切削过程最平稳，单元切屑的切削力波动最大。在生产中最常见的是带状切屑，有时得到挤裂切屑，单元切屑则很少见。假如改变挤裂切屑的条件，如进一步减小刀具前角，减低切削速度，或加大切削厚度，就可以得到单元切屑。反之，则可以得到带状切屑。这说明切屑的形态是可以随切削条件而转化的。掌握了它的变化规律，就可以控制切屑的变形、形态和尺寸，以达到卷屑和断屑的目的。 4）崩碎切屑

这是属于脆性材料的切屑。这种切屑的形状是不规则的，加工表面是凸凹不平的。从切削过程来看，切屑在破裂前变形很小，和塑性材料的切屑形成机理也不同。它的脆断主要

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是由于材料所受应力超过了它的抗拉极限。加工脆硬材料，如高硅铸铁、白口铁等，特别是当切削厚度较大时常得到这种切屑。由于它的切削过程很不平稳，容易破坏刀具，也有损于机床，已加工表面又粗糙，因此在生产中应力求避免。其方法是减小切削厚度，使切屑成针状或片状；同时适当提高切削速度，以增加工件材料的塑性。

以上是四种典型的切屑，但加工现场获得的切屑，其形状是多种多样的。在现代切削加工中，切削速度与金属切除率达到了很高的水平，切削条件很恶劣，常常产生大量“不可接受”的切屑。所谓切屑控制(又称切屑处理，工厂中一般简称为“断屑”)，是指在切削加工中采取适当的措施来控制切屑的卷曲、流出与折断，使形成“可接受”的良好屑形。

1·6切屑屑形及其控制

金属材料的性能不同，其滑移性质也不相同，即使在相同条件下进行切削，所得切屑的类型、尺寸(变形程度)也不相同。

对于多晶体的塑性金属，切应力与作用于滑移线上的正应力的大小和方向无关，引起滑移面切变的原子移动是依次发生的，因此在切削塑性金属时容易得到连续状切屑。低塑性金属(或因形变硬 化使塑性变差的金属)的切应力与正应力的大小和方向有关，容易产生刚性滑移(或称机械滑移)，它与塑性金属发生的位错式滑移明显不同，由原子层组成的原子群在滑移面上相对于另一些材料层同时滑动，随着滑移的产生，滑移带的不完整性破坏增大，结果将导致宏观完整性破坏。因此，切削脆性金属时，容易因机械滑移而得到崩碎切屑。

切削塑性金属时，断屑是需要解决的主要矛盾。为有利于断屑，应尽可能增大切屑的基本变形和附加变形。如以较高切削速度切削碳钢或合金钢时，为得到螺旋卷屑、长紧卷屑或C形切屑，车刀应采用外斜式卷屑槽，刀具合理几何参数范围：t=5°-15°，h=0.5-1.5mm，s=65°-80°；k值由背吃刀量则和进给量f决定，当 ap=0.4=20mm、f=0.15-1mm/r时，k=1.5-7mm。

切削灰铸铁等脆性金属时，如何得到连续屑形也是一大难题。脆性金属的切削过程如图8所示。当刀具刚切入工件时，被切削金属层首先发生弹性变形(见图8a)；随即切屑在切削刃部开始产生裂口(见图8b) ；刃前裂口以每秒上千米的速度发生失稳扩展，使被切削金属层产生不同方向的裂纹(见图8c)；裂纹贯穿整个切削厚度，形成不规则的崩碎切屑(见图8d)。

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图1-8 脆性金用切削过程示意图

1·7切削热

1·7·1 切削热的来源及其研究

金属切削过程中，在刀具切削作用下，切削层金属发生弹性和塑性变形，是切削热的一个来源；切屑与前刀而、工件与后刀而冲擦消耗的功转化为热能，是切削热的又一个来源。切削过程中所消耗的功，绝人部分在剪切滑移区和刀具切削刃附近转化为热。研究切削热的产生和流动以及切削区域内的温度分布，是切削机理研究的重要内容之一。掌握切削温度的变化规律，对研究刀具磨损机理，提高刀具耐用度，保证加工质量是必不可少的。切削温度还是自动化生产线上优化控制的一个重要指标。

金属切削中的温度场是热传导方程在不同热源作用下、不同边界条件和初始条件的解。由于切削热的产生和传导极为复杂，切削区内的几个热源互相干涉、互相影响，尤其是在刀－屑接触的第II变形区内，切屑流变层能量分布和厚度很难确知，只能采用近似模型计算。切削理论发展到今大，还没有找到一个能直观、真实地反映切削过程中刀具、工件或切屑各点温度分布的方法。所以，现代切削理论研究切削区温度场分布采用的主要手段仍然是实验测量法。要精确地测定出切削刃附近各点的实际温度，在技术上是困难的，对金属切削温度的研究大多局限于切削平均温度，刀－工自然热电偶测温法是使用最为普遍的实验方法，这种方法只能测出切削区的平均温度。其它用于测量温度分布的主要方法有：热辐射法、示温涂料法、埋入热电偶法、往复移动热电偶探针法和根据刀具显微组织结构变化确定刀具中的温度场等，这些方法受使用条件的限制都具有局限性，都是用于测量切削平均温度的。

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1·7·2 切屑成色的温度判别

为了探索自然界中物体的温度现象，入们尝试和发明了多种直接或间接测定温度的方法。其中，光学金相技术通过金属显微组织的变化，判定金属温度的高低。光学金相技术中的热氧化法广泛用于解决生产实际问题，其中包括对被切削金属切削温度的判定。使用这一技术判别金属所经历过的温度，依据是金属表而各微观区域存在化学或物理性质差别，导致受热氧化后十成的氧化膜厚度、组成、位向等不同，金属表面会出现出不同的氧化干涉色，通过这些颜色衬度的不同可以判断金属显微组织的变化，可以问接地反映出试样所承受温度的高低或受热时间的长短。

基于这技术理沦基础，文献推荐使用一种由Venkaiesh提出的通过切屑成色判别金属温度的方法，切屑温度可能的取值范同利切屑成色对应的温度值见表1，表中“切屑温度”为文献[27]作者测定的温度。热氧化法经济、直观、简便，适用于各种切削条件下对切屑温度的判别，因为，只要切削，切屑总是要变颜色的，切屑颜色不同就意味着经历过的切削温度不同，凭借肉眼观察就能够分辨出4O℃所造成的颜色差异，本文作者采用这种方法对已获得的切屑进行温度判别，实践检验中发现，由于切屑底面与前刀面紧密接触，限制了空气中的氧气与切屑接触，减轻了氧化程度，颜色比切屑外表面稍微淡一些。鉴于切屑底面比较平整光滑，易于进行切屑之间的色度的鉴别，本文所指切屑成色均为切屑底面颜色的观察估计。

1·8高速切削加工的国内外现状

高速切削技术不只是一项先进技术，它的发展和推广应用将带动整个制造业的进步和效益的提高。在国外，20世纪30年代德国Salomon博士提出高速切削理念以来，经半个

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世纪的探索和研究，随数控机床和刀具技术的进步，80年代末和90年代初开始应用并快速发展到广泛应用于航空航天、汽车、模具制造业加工铝、镁合金、钢、铸铁及其合金、超级合金及碳纤维增强塑料等复合材料，其中加工铸铁和铝合金最为普遍。

机械加工的发展趋势是高效率、高精度、高柔性和绿色化，切削加工的发展方向是高速切削加工，在发达国家，它正成为切削加工的主流。50年来，切削技术的极大进步说明了这一点：今天切削速度高达8000m/min，材料切除率达150～1500cm3/min，超硬刀具材料硬度达3000～8000HV，强度达1000Mpa，加工精度从10um到0.1um。干（准）切削日益广泛应用。随切削速度提高，切削力降低大致为25～30％以上；切削温度增加逐步缓慢；加工表面粗糙度降低1～2级；生产效率提高，生产成本降低。机床高速化的趋势日益明显，2001年在北京国际机床展览会（CIMT’98）上机床的最高主轴转速从上届（1999年）的8000～12000r/min普遍提高到15000～20000r/min。现在加工中心主轴转速一般为15000～30000r/min，快速进给速度为30～60m/min，换刀时间为3～5s。齿轮机床的主轴最高转速也提高到9000～12000r/min。目前已有主轴最高转速达到15000r/min，快进速度达120m/min，换刀时间0.7～1.5s的不同的加工中心。

高速切削技术在国内起步较晚，20世纪80年代初期，山东大学切削加工研究组结合陶瓷刀具材料的研究，比较系统地研究了Al2O3基陶瓷刀具高速硬切削的切削力、切削温度、刀具磨损和破损、加工表面质量以及刀具几何形状等，工件材料包括45号钢、T10A钢、高速钢、轴承钢、模具钢、渗碳淬硬齿轮钢等，硬度HRC（50～56），切削速度为100～500m/mim，建立了有关切削力、切削温度模型、刀具磨损和破损理论、加工表面质量变化规律等。该研究成果1986年在生产高速切削加工技术中推广应用至今。

20世纪90年代后期，我们先后相继研究了模具高速切削加工技术与策略、涂层刀具与PCBN刀具和陶瓷刀具等高速切削铸铁和钢的切削力、刀具磨损寿命、加工表面粗糙度以及告诉切屑数据库技术等。北京理工大学研究了高速切削刀具寿命与切削力，沈阳工业学院和重庆大学研究了高速切削机理，天津大学和大连理工大学研究了高速切削机理，上海交通大学与有关工厂研究了钛合金高速铣削工艺、薄壁件高速铣削精度控制、铝合金高速铣削表面的温度动态变化规律、铝硅合金高速钻削和铣削数据库等，广东工业大学研究了高速主轴系统和快速进给系统，东北大学研究了高速磨削技术，程度工具研究所研究了高速切削刀具的发展和产业化等。尽管我国高速切削加工技术的研究还有待全面深入，但通过我国科技工作者的艰苦努力，高速切削加工和高速切削机床的基础理论研究取得了令人鼓舞的成就。

虽然在我国，高速切削加工技术的研究和应用仍处于初步阶段，正在发展和推广之中，但作为面向21世纪的一种先进制造技术，有着非常强大的生命力和广阔的应用前景。

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1·9本实验的意义

根据机加工实践所知，在不同的情况下，包括工件材料不同、刀具类型不同、刀具特性不同、机床特性不同、转速不同、进给量不同、切削深度不同等等，都会造成切屑形态的不同。为了考察切屑形态与主轴转速之间的关系，本实验设定工件材料，刀具型号，刀具特性，机床特性等都设为定量，变量只有切削速度v，进给量f和切削深度ap三个，主要真对切削速度进行实验。在不同的进给量和切削深度下分析对比切屑速度对切屑形态的影响。

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第二章 实验设备与方法

2·1实验材料及器材

实验材料： 45号钢，工件工作尺寸为Ф80×80。

实验器材： KND-1TBII型数控车床 KISTLER测力仪 C6132A卧式车床

2·2实验步骤

2·2·1工件制取步骤

（1） 将Ф85的45号钢棒材锯成Ф85×120的胚料。 （2） 用C6132A车床车平一个端面。

（3） 重新装夹另一头，车平未加工端面，并在这头加工出Ф29.7×40的阶梯。 （4） 装夹小端，将工件大端加工成Ф80，并打中心孔。

2·2·2 KISTLER测力仪使用步骤

（1） 将测力仪的测量装置安装在刀架上。 （2） 连接测力仪和电脑 （3） 设置初始参数 （4） 在电脑上打开采集频道 （5） 采集数据前先回零

（6） 将采集频道调至near，起动车床，待车刀平稳切入工件后开始采集数据 （7） 待刀具复位后将采集的数据copy另存

2·2·3实验步骤

（1） 打开车床电源，打开电脑和测力仪 （2） 装夹工件 （3） 编写数控程序

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（4） 校验程序

（5） 将采集频道调至near （6） 起动车床

（7） 待车刀平稳切入工件后按下enter键开始采集数据 （8） 将数据存盘

2·2·4实验数据计算方法

每组测得数据均有：X1～X3000 、Y1～Y3000 、Z1～Z3000

Xm＝∑Xi/3000 ； Ym＝∑Yi /3000； Zm＝∑Zi /3000；

根据测力仪的计算公式及标定曲线可得Fx，Fy，Fz； 计算公式：

Qx＝Xm×100×7.96； Qy＝Ym×100×7.92； Qz＝Zm×100×3.66；

Fx，Fy，Fz可根据Qx，Qy，Qz值在标定曲线上查得；

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第三章 高速切削切削力与切削速度关系的研究

A）f＝0.12；ap＝0.3 直径d转速n切削速度

标号 （mm） （r/min） v（m/min） Fx Fy Fz

11 77.35 13 78.5 13 79.15 14 79.7 15 80.35 16 80.95 17 81.5 18 79.7 19 80.7 300 500 1000 1500 2000 2500 3200 4000 5000 72.8637 52.1082 56.5103 119.552 123.245 110.704 79.0923 195.953 248.531 58.9936 72.0699 114.012 375.387 72.6549 84.1484

120.69

504.598 79.2219 89.4955 122.756 635.4575 75.7892 96.8489 113.932 818.912 66.6849 89.0039 104.849 1001.032 52.4166 97.3004 129.265 1266.99 27.5118 74.5277 86.3727

图3-1 切削力与切削速度的关系（f＝0.12；ap＝0.3）

切削力分析：随着切削速度的增大，切削力从点11（-52.1082，-56.5103，-119.552）迅速提升到点12（-110.704，-79.0923，-195.953），然后呈平稳向下过渡，进入高速区后有

21

明显减小趋势。由图可知，在切削速度V<125m/min的区域内随着切削速度的增加，Fz和Fx增加。在切削速度为125m/min左右，切削力显著下降，切削速度在125m/min ～800m/min区域内无明显变化。切削速度在800m/min以后，切削力Fx再度呈下降趋势，切削力Fy和Fz在1000m/min左右出现一个小峰值后也呈下降趋势。可见，在刀具材料和机床许可的情况下，尽可能提高切削速度是有利的。

B）f＝0.12；ap＝0.5 直径d转速n切削速度

标号 （mm） （r/min） v（m/min） Fx Fy Fz

21 76.6 22 75.65 23 74.65 24 72.65 25 71.75 26 70.75 27 69.7 28 68.7

300 500 800 1200 1600 2000 2500 3000 72.1572 1.8905 3.87235 52.0951

118.7705 56.3966 55.1559 144.058 187.5208 83.6497 75.1999 158.302 273.7452 109.629 90.3783

169.99

360.472 120.445 96.7085 172.286 444.31 129.171 103.761 173.314 547.145 138.076 115.398 172.466 647.154 133.698 113.392 156.335

图3-2 切削力与切削速度的关系（f＝0.12；ap＝0.5）

切削力分析：随着切削速度的增大，切削力从点21（-1.8905，-3.87235，-52.0951）迅

22

速提升到点22（-56.3966，-55.1559，-144.058），然后呈平稳向下过渡，进入高速区后有明显减小趋势。由图可知，在切削速度V<120m/min的区域内随着切削速度的增加，Fz显著增加，在切削速度120m/min

C）f＝0.12；ap＝0.8； 直径d转速n切削速度

标号 （mm） （r/min） v（m/min） Fx Fy Fz

31 77.25 300 72.7695 179.986 117.545 293.745 32 74.2 600 139.7928 220.93

148.143 299.834

33 72.55 900 205.0263 225.069 151.393

291.06

34 71.05 1200 267.7164 233.546 156.579 291.719 35 69.4 1600 348.6656 228.064 153.169 285.181 36 67.75 2000 425.47 226.601 152.918

279.73

37 78.75 2500 618.1875 215.228 167.946 274.181 38 77.3 3000 728.166 176.772 142.976 273.711

图3-3 切削力与切削速度的关系（f＝0.12；ap＝0.8）

切削力分析：随着切削速度的增大，切削力曲线平缓，然后呈平稳向下趋势，中间过

23

渡平稳。由图可知，在切削速度V<140m/min的区域内随着切削速度的增加，Fx、Fy和Fz都增加，在切削速度140m/min

标号 （mm） （r/min） v（m/min） Fx Fy Fz

42 74.25 41 75.25 43 73.25 44 72.25 45 71.3 46 69.3 47 68.3 48 67.32 350 500 800 1200 1600 2000 2500 3000 81.60075 2.91535 12.1086 92.6213

118.1425 49.0635 66.8733 183.576 184.004 93.5798 101.413 231.518 272.238 94.5151 108.998 232.646 358.2112 99.4503 112.188 227.146 435.204 100.465 118.097 231.888 536.155 100.455 122.16

230.36

634.1544 108.316 133.396 231.588

图3-4 切削力与切削速度的关系（f＝0.2，ap＝0.5）

切削力分析：随着切削速度的增大，前期切削力曲线突增，然后呈平稳向上趋势，中间过渡平稳。由图可知，在切削速度V<200m/min的区域内随着切削速度的增加，Fx、Fy和Fz都增加，在切削速度200m/min

E）f＝0.3,ap=0.5

24

直径d转速n切削速度v

标号

（mm） （r/min） （m/min） Fx Fy Fz

51 64.6 52 63.6 53 62.5 54 61.7 55 60.65 56 59.7 57 58.75 58 57.6 59 56.65 510 55.6

500 800 1200 1600 2000 2500 3000 3500 4000 4500 101.422 133.569 116.813 341.767 159.7632 108.137 109.068 303.936 235.5 70.5555 104.373 234.792 309.9808 96.0573 104.584 303.627 380.882 87.7192 92.5753

263.41

468.645 98.8931 97.0696 272.683 553.425 111.938 114.555 323.311 633.024 110.435 115.689 292.208 711.524 117.709 116.512 785.628

274.24

117.5 120.555 267.233

图3-5 切削力与切削速度的关系（f＝0.3，ap＝0.5）

切削力分析：随着切削速度的增大，切削力Fz的曲线呈波动状，在V为550m/min左右呈现显著下降趋势。切削力Fx在V<250m/min区域呈显著下降趋势，在250m/min500m/min后基本持平。切削力Fy在整个实验速度区域内基本没有变化。

25

图（4-3-1a）v＝72.7695m/min （31） 图（4-3-1b）v＝139.7928 m/min（32）

图（4-3-1c）v＝205.0263m/min （33） 图（4-3-1d）v＝267.7164 m/min（34）

图（4-3-1e）v＝348.6656m/min （35） 图（4-3-1f）v＝425.47 m/min（36）

图（4-3-1g）v＝618.1875m/min （37） 图（4-3-1h）v＝728.166 m/min（38）

图4-3-1 切屑形态（f=0.12,ap=0.8）

31

估算温度t（℃）10201000980960估算温度t（℃）94092090088086084082072.7695139.7928205.0263267.7164348.6656切削速度v(m/min)425.47618.1875728.166估算温度t（℃）

图4-3-2 切削温度与切削速度的关系（f=0.12,ap=0.8）

切屑形态和切削温度的分析：

1）切屑形态分析：随着切削速度的增大，切屑形态一直呈连续螺卷屑状态，然后逐步过渡，

螺卷屑螺距越来越大，一直到变成带状屑（38）。

2）切屑颜色分析：随着切削速度增大，切屑的颜色变化规律为：浅褐色——褐色——蓝色

＋褐色——蓝色＋紫色——深蓝色，说明切削温度在不断增高。

3）综合分析：切削力小的时候切屑的螺旋卷曲变形比较小；切削力大的时候切屑螺旋卷曲

变形比较大。切削速度越高，切削温度越高，切屑变形越小。 连续性一直保持良好。

D）f＝0.20,ap=0.5 标号

41 42 43 44 45 46 47 48

切削速度v（m/min） 切屑成色

估算温度t（℃）

81.60075 褐色 118.1425 深褐色 184.004 蓝色＋褐色 272.238 蓝色＋褐色 358.2112 蓝色＋紫色 435.204 蓝色＋紫色 536.155 蓝色＋紫色 634.1544 深蓝色

830 860 890 890 940 940 940 980

32

图（4-4-1a）v＝81.60075m/min （41） 图（4-4-1b）v＝118.1425 m/min（42）

图（4-4-1c）v＝184.004m/min （43） 图（4-4-1d）v＝272.238 m/min（44）

图（4-4-1e）v＝358.2112m/min （45） 图（4-4-1f）v＝435.204 m/min（46）

图（4-4-1g）v＝536.155m/min （47） 图（4-4-1h）v＝634.1544 m/min（48）

图4-4-1 切屑形态（f＝0.20,ap=0.5）

33

估算温度t（℃）1000950估算温度t（℃）900估算温度t（℃）85080075081.60075118.1425184.004272.238358.2112切削速度v(m/min)435.204536.155634.1544

图4-4-2 切削温度与切削速度的关系（f＝0.20,ap=0.5）

切屑形态和切削温度的分析：

1）切屑形态分析：随着切削速度的增大，切屑形态一直呈不连续螺卷屑状态，然后逐步过

渡，螺卷屑螺距越来越大，一直到变成带状屑（45）。

2）切屑颜色分析：随着切削速度增大，切屑的颜色变化规律为：浅褐色——褐色——蓝色

＋褐色——蓝色＋紫色——深蓝色，说明切削温度在不断增高。

3）综合分析：切削力小的时候切屑的螺旋卷曲变形比较小；切削力大的时候切屑螺旋卷曲

变形比较大。切削速度越高，切削温度越高，切屑变形越小。 连续性一直保持良好。

E）f=0.30,ap=0.5

标号

51 52 53 54 55 56 57 58 59 510

切削速度v（m/min） 切屑成色

估算温度t（℃）

101.422 蓝色＋褐色 159.7632 蓝色＋褐色 235.5 蓝色＋褐色 309.9808 蓝色＋紫色 380.882 蓝色＋紫色 468.645 蓝色＋紫色 553.425 蓝色＋紫色 633.024 蓝色＋紫色 711.524 蓝色＋紫色 785.628 深蓝色

34

890 890 890 940 940 940 940 940 940 980

图（4-5-1a）v＝101.422m/min （51） 图（4-5-1b）v＝159.7632 m/min（52）

图（4-5-1c）v＝235.5m/min （53） 图（4-5-1d）v＝309.9808 m/min（54）

图（4-5-1e）v＝380.882m/min （55） 图（4-5-1f）v＝468.645 m/min（56）

图（4-5-1g）v＝553.425m/min （57） 图（4-5-1h）v＝633.024 m/min（58）

35

图（4-5-1i）v＝711.524m/min （59） 图（4-5-1j）v＝785.628 m/min（510）

图4-5-1 切屑形态（f=0.30,ap=0.5）

估算温度t（℃）1000

980960估算温度t（℃）940920估算温度t（℃）900880860840101.422159.7632235.5309.9808380.882468.645553.425633.024711.524785.628切削速度v(m/min)

图4-5-2 切削温度与切削速度的关系（f=0.30,ap=0.5）

切屑形态和切削温度的分析：

1）切屑形态分析：随着切削速度的增大，切屑形态在低速时呈不连续螺卷屑状态，然后逐

步过渡变为崩碎屑。切削力大时以螺卷屑为主，切削力小时以崩碎屑为主。

2）切屑颜色分析：随着切削速度增大，切屑的颜色变化规律为：浅褐色——褐色——蓝色

＋褐色——蓝色＋紫色——深蓝色。55以后各种颜色混和出现，说明切削温度在保持不断增高这样一个趋势的同时对各个切屑的影响并不完全统一。

3）综合分析：切削力小的时候切屑为崩碎屑状；切削力大的时候切屑螺旋卷曲变形比较小。

连续性很差，切削速度越高，切削温度越高，切屑变形越小。

36

第五章 切削力、切削温度和切屑形态的综合研究

5·1相同进给量、不同切削深度之间数据的比较分析

A）f=0.12,ap=0.3

切削速度

标号 v（m/min） Fx Fy Fz 切屑成色

11 72.8637 52.1082 56.5103 119.552 浅褐色 12 248.531 58.9936 72.0699 114.012 蓝色＋褐色 13 123.245 110.704 79.0923 195.953 深褐色 14 375.387 72.6549 84.1484

120.69 蓝色＋褐色

15 504.598 79.2219 89.4955 122.756 蓝色＋褐色 16 635.4575 75.7892 96.8489 113.932 蓝色＋紫色 17 818.912 66.6849 89.0039 104.849 蓝色 18 1001.032 52.4166 97.3004 129.265 蓝色 19 1266.99 27.5118 74.5277 86.3727 深蓝色

B)f=0.12,ap=0.5

切削速度v

标号 （m/min） Fx Fy Fz 切屑成色

21 72.1572 1.8905 3.87235 52.0951 浅褐色 22 118.7705 56.3966 55.1559 144.058 褐色 23 187.5208 83.6497 75.1999 158.302 蓝色＋褐色24 273.7452 109.629 90.3783

169.99 蓝色＋褐色25 360.472 120.445 96.7085 172.286 蓝色＋褐色26 444.31 129.171 103.761 173.314 蓝色＋紫色27 547.145 138.076 115.398 172.466 深蓝色 28 647.154 133.698 113.392 156.335 深蓝色

37

估算温度

t（℃）

830 890 860 890 890 940 960 960 980

估算温度

t（℃）

830 860 890 890 890 940 980 980

C)f=0.12,ap=0.8

切削速度

估算温度

标号 v（m/min） Fx Fy Fz 切屑成色

t（℃）

31 72.7695 179.986 117.545 32 139.7928

220.93 148.143

151.393

33 205.0263 225.069

293.745 蓝色＋褐色 299.834 蓝色＋紫色 291.06 蓝色＋紫色 291.719 蓝色 285.181 蓝色 279.73 蓝色 274.181 深蓝色 273.711 蓝色＋青色

890 940 940 960 960 960 980 1000

34 267.7164 233.546 156.579 35 348.6656 228.064 153.169 36

425.47 226.601 152.918 37 618.1875 215.228 167.946 38 728.166 176.772 142.976

图5-1-1 相同进给量不同切削深度的A、B、C三组Fx的比较

38

图5-1-2 相同进给量不同切削深度的A、B、C三组Fy的比较

图5-3 相同进给量不同切削深度的A、B、C三组Fz的比较

39

同进给量不同切削深度的A、B、C三组切削温度比较12001000切削温度t（℃）800600ap=0.3ap=0.5ap=0.84002000123456789

图5-1-3 相同进给量不同切削深度的A、B、C三组切削温度的比较

数据分析：

1） 切削力分析：从Fx、Fy和Fz三个力的图表可以看出，Fx、Fy和Fz都是先增大然后到达某一最高点后减小，中间的过渡平稳。在低速区，Fc>Fa>Fb。在 v>100m/min后Fc>Fb>Fa并一直保持这个趋势。Fc远大于Fb和Fa。

2） 切屑形态分析：随着切削速度的增大，A和B的切屑形态均由断裂的螺卷屑变成连续螺卷屑，然后逐步过渡，螺卷屑螺距越来越大，连续性也很好，一直到变成带状屑。而C随着切削速度的增大，切屑形态一直呈连续螺卷屑状态，然后逐步过渡，螺卷屑螺距越来越大，一直到变成带状屑。A和B比C更容易产生带状切屑。 3） 切屑温度分析：由温度比较表可以看出，C的温度明显比A和B高，而且温度曲线保持比较平缓的势头，只在低速区到中速区，中速区到高速区时有较为明显的变化，A和B相差不大，且随切削速度的增大，温度增高比较明显。

4） 综合分析：从上面四个图表可以看出，在进给量f相同、切削速度相近的情况下，切削深度ap越大，切屑的连续性越好，但越难形成带状切屑，就是说，ap越大，切屑的螺卷变形越厉害。但总的来说，切削深度ap对切屑的形态和切削温度影响并不十分显著。

5·2相同切削深度不同进给量数组之间的比较

B）f＝0.12，ap＝0.5

切削速度

估算温度

标号

v（m/min） Fx Fy Fz

40

切屑成色

t（℃）

21 72.1572 1.8905 3.87235 52.0951 浅褐色 830 860 890 890 890 940 980 22 118.7705 56.3966 55.1559 144.058 褐色 23 187.5208 83.6497 75.1999 158.302 蓝色＋褐色 24 273.7452 109.629 90.3783 169.99 蓝色＋褐色 25 360.472 120.445 96.7085 172.286 蓝色＋褐色 26

444.31 129.171 103.761 173.314 蓝色＋紫色 27 547.145 138.076 115.398 172.466 深蓝色 28 647.154 133.698 ）f＝0.20,ap=0.5

切削速度

标号 v（m/min） Fx 41 81.60075 2.91535 42 118.1425 49.0635 43 184.004 93.5798 44 272.238 94.5151 45 358.2112 99.4503 46 435.204 100.465 47 536.155 100.455 48 634.1544 108.316 切削速度

标号 v（m/min） Fx 51 101.422 133.569 52 159.7632 108.137 53

235.5 70.5555

54 309.9808 96.0573 55 380.882 87.7192 56 468.645 98.8931 57 553.425 111.938 58 633.024 110.435 59 711.524 117.709 510 785.628 117.5

113.392 156.335 Fy Fz 12.1086 92.6213 66.8733 183.576 101.413 231.518 108.998 232.646 112.188 227.146 118.097 231.888 122.16 230.36 133.396 231.588 Fy Fz 116.813 341.767 109.068 303.936 104.373 234.792 104.584 303.627 92.5753 263.41 97.0696 272.683 114.555 323.311 115.689 292.208 116.512

274.24 120.555 267.233 41

深蓝色 切屑成色

深褐色 褐色 蓝色＋褐色 蓝色＋褐色 蓝色＋紫色 蓝色＋紫色 蓝色＋紫色

深蓝色

切屑成色

蓝色＋褐色 蓝色＋褐色 蓝色＋褐色 蓝色＋紫色 蓝色＋紫色 蓝色＋紫色 蓝色＋紫色 蓝色＋紫色 蓝色＋紫色

深蓝色

980

估算温度

t（℃）

860 830 890 890 940 940 940 980

估算温度

t（℃）

890 890 890 940 940 940 940 940 940 980

D

E)f=0.30,ap=0.5

图5-2-1 相同进给量不同切削深度的B、D、E三组Fx的比较

图5-2-2 相同进给量不同切削深度的B、D、E三组Fy的比较

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图5-2-3 相同进给量不同切削深度的B、D、E三组Fz的比较

相同切削深度不同进给量的B、D、E三组的切削温度的比较1000950估算温度t（℃）900850f=0.12f=0.20f=0.3080075012345678910图5-2-4 相同进给量不同切削深度的B、D、E三组切削温度的比较

数据分析：

1） 切削力分析：从Fx、Fy和Fz三个力的图表可以看出，B组Fx、Fy和Fz都是先增大然后到达某一最高点后减小，中间的过渡平稳。D组的Fx、Fy和Fz都是先在低速区急剧增大，然后在中速区有一段平稳的过渡，进入告高速区后再次增大并有继续的趋势。E组的三个力都不稳定，呈上下波动状且跳动较大。

2） 切屑形态分析：随着切削速度的增大，B和D的切屑形态均由断裂的螺卷屑变成连续螺卷屑，然后逐步过渡，螺卷屑螺距越来越大，连续性也较好，一直到变成带状屑。而E随着切削速度的增大，切屑形态在低速时呈不连续螺卷屑状态，然后逐步过渡变为崩碎屑。切削力大时以螺卷屑为主，切削力小时以崩碎屑为主。

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3） 切屑温度分析：由温度比较表可以看出，三组的温度都有较大的跳动。B组分三个阶梯，在低速区到中速区和中速区到高速区的转变中呈渐变趋势。D组跳动最为厉害，在低速区内还出现变小的情况，变化趋势以突变为主。E组则最为平缓，只有在低速区到中速区和从中速区到高速区时才出现转变，在同一速区内都保持不变。 4） 综合分析：从上面四个图表可以看出，在切削深度相同、切削速度相近的情况下，进给量f越大，切屑的连续性越差，f＝0.30时根本不能出现带状切屑，基本以崩碎屑为主。就是说，进给量f越大，切屑的变形越厉害，进给量可以控制切屑的连续性。总的来说，进给量f对切屑的形态和切削温度有着十分显著的影响。

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第六章高 速切削加工表面粗糙度

已加工表面粗糙度对工件的使用性能有多方面的影响，诸如：接触刚度、密封性、耐磨性、耐腐蚀性、疲劳强度等。因此对已加工表面粗糙度应予以足够的重视。为此，本实验选取了其中的两组数据对加工表面粗糙度进行了一些研究。

D）f＝0.2，ap＝0.5

Ra1切削速度v

Ra2（μm） Ra3（μm） Ra4（μm） Ra（μm） （μm） 标号

41 42 43 44 45 46 47 48

（m/min）

81.60075 4.54 118.1425 4.67 4.479 4.353 4.446 4.565 4.602 4.615 4.4545 4.613 4.5915 4.4845 4.797 4.797 4.79575 4.9865 184.004 4.551 4.639 4.585 4.591 272.238 4.516 4.444 4.453 4.525 358.2112 4.777 4.807 4.806 4.798 435.204 4.683 4.89 536.155 4.739 4.87 4.777 4.838 4.785 4.789 634.1544 4.958 4.971 5.024 4.993 表面粗糙度与速度关系图表A5.154.9表面粗糙度Ra（μm）4.84.74.64.54.44.34.24.181.60075118.1425184.004272.238358.2112435.204536.155634.1544Ra（μm）切削速度v(m/min)

图6-1 表面粗糙度与切削速度的关系（f＝0.2，ap＝0.5）

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E）f＝0.3，ap＝0.5

切削速度v

Ra1（μm） Ra2（μm） 8.767 7.924 8.623 9.865 9.893 9.962 9.998 10.27 10.17 10.13 Ra3（μm） 8.71 8.489 8.537 10.07 9.875 10 10.08 10.23 10.02 10.18 Ra4（μm） 8.751 7.844 8.554 10.09 10 10.01 9.901 10.12 10.14 10.16 Ra5（μm） 8.726 8.012 8.452 10.52 9.977 9.926 9.475 10.12 10.17 10.19 Ra（μm） 标号

51 52 53 54 55 56 57 58 59 510

（m/min）

101.422 8.716 159.7632 8.174 235.5 8.706 309.9808 9.936 380.882 9.865 468.645 9.986 553.425 9.936 633.024 10.21 711.524 10.19 785.628 10.16 8.734 8.0886 8.5744 10.0962 9.922 9.9768 9.878 10.19 10.138 10.164 表面粗糙度与速度关系图表B1210表面粗糙度Ra（μm）86Ra（μm）420101.422159.7632235.5309.9808380.882468.645553.425633.024711.524785.628切削速度v（m/min）

图6-2 表面粗糙度与切削速度的关系（f＝0.3，ap＝0.5）

表面粗糙度与切削速度的关系分析：

由上面两组数据图表可以看出，D组的粗糙度随着切削速度的增加先增大后减小然后再度增大。在低、中速切削情况下，容易产生积屑瘤和鳞刺，表面粗糙度较大，随着切削

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速度的提高，积屑瘤和鳞刺减少甚至消失，工件材料塑性变形也减小，因此表面粗糙度有降低的趋势。但随着切削速度继续增加，切削呈带状，缠绕工件表面，增大了工件的表面粗糙度。E组的粗糙度先减小然后增大，在切削速度v＝300m/min左右开始呈水平直线状态。在低、中速区域同样因为积屑瘤等非几何因素的影响减小而使表面粗糙度减小。随着切削速度的增加，切屑呈崩碎屑状，对工件表面不造成损伤，所以工件表面粗糙度保持一个值。

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第七章 结论

本文对①相同切削深度和相同进给量，②相同切削深度和不同进给量，③相同进给量和不同切削深度三种情况下，对切削力、切削温度和切屑形态随切削速度变化的规律作了不同的研究探讨，同时本实验也研究了各种情况下工件已加工表面粗糙度与切削速度之间的关系。得出以下结论：

（1）在高速切削过程中，在低速区切削力随着切削速度的增加迅速增大；在中速区，切削

速度增加对切削力的影响不是很大，切屑力保持平稳到达某一最高点（与中速区各点的力相差不大）；在高速区，随着切削速度的增加切削力反而下降。

（2）在高速切削过程中，进给量f对切屑的形态有很重要的影响。进给量f较小时，随着

切削速度的增加，切屑的连续性变好，容易生成带状切屑；进给量f较大时，随着切削速度的增加，切屑的连续性却变差，易于产生崩碎屑。且进给量f较大时，随着切削速度的增加，切削力的趋势虽然符合（1）中所述的规律，但跳动比较大。进给量f较小时，切削温度的跳动比较大，而进给量f较大时，切削温度基本保持平稳，但总体来说，进给量f较大时切削温度比较高。

（3）在高速切削过程中，切削深度ap对切屑的形态和温度的影响并不十分明显。切削深

度ap越大，切削力越大，切削温度越高，但相差并不十分明显。切削深度ap越大，切屑的变形量越大，越难形成带状切屑。

（4）综上所述，对切屑成形影响最大的是进给量f和切削速度v。

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结束语

本论文是在导师万珍平讲师、何振威师兄的精心指导下完成的，文中的所有研究成果都凝聚着他们的智慧和心血。

三个多月来，他们对作者进行了精心细致的指导，特别是导师万珍平讲师崇高的思想境、严谨的治学态度、渊博的理论知识和忘我的工作精神使作者深受教育并终身难忘。值此论文完稿、学业即将完成之际，谨向他们致以最崇高的敬意和最衷心的感谢。

在本文的实验工作中，作者还得到本校金属切削研究室的其他老师和师兄姐的帮助，尤其是金属切削研究室实验室邝师傅、陈师傅等老师傅的大力帮助和指导，使作者在机床的操作方面有了更好的掌握。在此，谨向他们致以诚挚的谢意。

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