切削速度对钛合金切屑形貌和剪切带的影响研究

赵先锋，姜雪婷，史红艳，2，邹子川

（1.贵州大学机械工程学院，贵州 贵阳 550025；2.贵州大学教育部现代制造技术重点实验室，贵州 贵阳 550025）

1 引言

1954 年文献[1]切削钛合金时发现了锯齿形切屑，国内外学者通过大量的理论研究和试验分析发现锯齿形切屑的形成原因主要有两个方面：一是难加工材料，即材质硬、强度高、热物理性能差的材料，易在加工速度不高时形成锯齿形切屑[2]；二是工件材料易在加工速度较高时形成锯齿形切屑。锯齿形切屑形成的原因主要有两种理论：一是绝热剪切理论[3]；二是周期性断裂理论[4]。文献[5]提出了工件材料先因绝热剪切失稳和局部应变导致了沿剪切面的突发性剪切断裂，再发生卷曲，变形较小的屑片基体与变形较大的窄带相互间隔，从而形成锯齿形切屑。当材料由塑性变形引起局部升温而导致材料的热软化效应超出材料的变形强化效应时，发生热塑性剪切失稳[6]，形成了剪切带。形成剪切带是锯齿形切屑形成过程中的一个重要特征。文献[7]提出了锯齿形切屑的几何模型，从几何模型中可以看出，锯齿形切屑的形貌与切削条件有关，改变切削中工艺参数（切削速度、切削深度、进给量）和刀具参数（前角、后角、刀尖半径）的值会引起锯齿形切屑的改变，三个工艺参数中切削速度对锯齿形切屑的影响最大[8]。文献[8]以Ti6Al-4V、7050-T7451、Inconel 三种工件材料的切屑为研究对象，发现锯齿形切屑绝热剪切带裂纹扩展的增加和切屑锯齿化程度的增加，是由切削速度增加时拉伸应力区的扩大所致。……