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金属切削变形过程金属切削变形过程 MetalMetal RemovalRemoval MethodsMethods 机电及自动化学院 机制专业专业课 老 师：黄 辉 2009年11月 主要内容主要内容 • 切削变变形过过程 • 积屑瘤 •• 切屑种类切屑种类 • 金属变形理论 问题的提出问题的提出 • 金属切削加工中的 各种物理现象及问 题都是以切屑形成 过程为基础，如何 静态静态、动态态观察察切 削过程及切屑的形 成过程成过程。 研究金属切削变形过程的方法研究金属切削变形过程的方法 快速落快速落刀法法 利用“快速落刀”装置 的特殊刀架，在切削过程 中某一瞬间使刀具以极快 的速度突然脱离工件的速度突然脱离工件，把把 在一定切削条件下切削层 的变形过程情况的变形过程情况 “冻结冻结” 下来。用该方法可取得在 一定切削条件下的变形区 和切屑根部标本。 快速落刀法实验快速落刀法实验 研究金属切削变形过程的方法研究金属切削变形过程的方法 • 扫描电镜和透视电镜观 察法 借助于扫描电子显微镜借助于扫描电子显微镜， 可以观察到金属晶粒内部 的微观滑移情况，使我们 能从金属物理的观点来理能从金属物理的观点来理 解金属切削变形过程。 • 显微硬化计和X射线法 用显微硬化计测定切屑 标本的显微硬度标本的显微硬度，，用用XX射线射线 法研究加工表面的塑性变 形。 电子束与固体样品相互作用电子束与固体样品相互作用 • 具有高能量的入射电子束与固体样品表面的原子核及核外具有高能量的入射电子束与固体样品表面的原子核及核外 电子发生作用，产生如图所示的物理信号。 扫描电镜工作原理扫描电镜工作原理 由电子枪发射出来的电子束由电子枪发射出来的电子束，，经栅经栅 极聚焦后，在高速电压作用下，经 过二至三个电磁透镜所组成的电子 光学系统，电子束会聚成一个细的 电子束聚焦在样品表面电子束聚焦在样品表面。在末级透在末级透 镜上边装有扫描线圈.在它的作用下 使电子束在样品表面扫描。由于高 能电子束与样品物质的交互作用能电子束与样品物质的交互作用， 结果产生了各种信息:二次电子、背 反射电子、吸收电子、X射线、俄歇 电子电子、、阴极发光和透射电子等阴极发光和透射电子等。。这这 些信号被相应的接收器接收，经放 大后送到显像管的栅极上，调制显 像管的亮度。扫描电镜就是采用逐 点成像的方法点成像的方法.把样品表面不同的特把样品表面不同的特 征，按顺序，成比例地转换为视频 信号，完成一帧图像，从而使我们 在荧光屏上观察到样品表面的各种在荧光屏上观察到样品表面的各种 特征图像。 研究金属切削变形过程的方法研究金属切削变形过程的方法 侧面方格变侧面方格变形观察法察法 观察直角自由切削时工 件上切削层的金属变形情况， 在v=0.003~0.005 m/s下， 可观察从切削刃接触工件开可观察从切削刃接触工件开 始直到形成切屑全过程。方 格的复印方法是先将工件侧格的复印方法是先将工件侧 面抛光，镀上一层薄铜，然 后用照相法将铜腐蚀而成。 侧面方格变形实验侧面方格变形实验 研究金属切削变形过程的方法研究金属切削变形过程的方法 高频摄影法高频摄影法 利用带有显微镜头的 高频摄影机，拍摄被切削 试件的侧面，可以得到一 个完整的从切削变形开始个完整的从切削变形开始 直到形成切屑全过程。常 用的高速摄影机每秒可拍用的高速摄影机每秒可拍 几百幅到万幅以上。 研究金属切削变形过程的方法研究金属切削变形过程的方法 • 光弹性、光塑性试验法 在观察金属切削变形过 程的基础上，分析金属变 形区的应力情况，对刃前 方的金属进行弹性力学和方的金属进行弹性力学和 塑性力学的研究和实验。 • 黑白条纹表示在切削力作黑白条纹表