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高速切削材料变形及断裂行为对切屑形成的影响机理研究
摘要：
本文基于以往的实验研究，对高速切削材料变形及断裂行为对切屑形成的影响机理进行了探讨。文章首先对高速切削和切屑产生的基本原理进行了简要介绍，接着通过对钨合金、不锈钢、钢铁等材料的高速切削试验进行实验，研究了不同材料的变形及断裂行为对切屑形成的影响。实验结果表明：材料的断裂方式、切削温度、应变速率等因素都会对切削过程中产生的切屑形态、尺寸和结构等方面产生较大的影响。最后，本文总结了高速切削材料变形及断裂行为对切屑形成的影响机理，为进一步研究高速切削过程提供了重要参考价值。
关键词：高速切削；材料变形；断裂行为；切屑形成
Abstract:
Basedonpreviousexperimentalresearch,thispaperexplorestheinfluenceofhigh-speedcuttingmaterialdeformationandfracturebehavioronchipformationmechanism.Firstly,thebasicprinciplesofhigh-speedcuttingandchipformationarebrieflyintroduced.Then,throughhigh-speedcuttingtestsonmaterialssuchastungstenalloy,stainlesssteel,andsteel,theinfluenceofdifferentmaterials'deformationandfracturebehavioronchipformationisstudied.Theexperimentalresultsshowthatthewayofmaterialfracture,cuttingtemperature,strainrate,andotherfactorswillhaveasignificantimpactonthechip'smorphology,size,andstructureproducedduringthecuttingprocess.Finally,thisarticlesummarizestheinfluencemechanismofhigh-speedcuttingmaterialdeformationandfracturebehavioronchipformation,providingimportantreferencevalueforfurtherresearchonthehigh-speedcuttingprocess.
Keywords:high-speedcutting;materialdeformation;fracturebehavior;chipformation.
正文：
一、引言
在现代机械加工中，高速切削技术因其高效、高质、节能、环保等优点而被广泛应用。而切屑作为高速切削过程中产生的副产品，不仅直接影响工件表面质量和加工效率，而且还对设备设施的运行和维护产生不良影响。因此，研究高速切削材料变形及断裂行为对切屑形成的影响机理有重要的理论价值和实际意义。
二、高速切削及切屑产生原理
高速切削是指切削速度大于150m/min。在高速切削中，材料的强度和韧性等力学特性会随着温度的升高而发生变化，材料对切削力的响应会出现不同的变化。切屑是高速切削加工过程中，切削工具对工件从毛刺处开始抠出的薄层材料，其形态、尺寸和结构对材料去除率、表面质量和工具寿命等方面有很大的影响。
三、实验研究
本文选取钨合金、不锈钢、钢铁等材料进行了高速切削试验，研究了不同材料的变形及断裂行为对切屑形成的影响。通过对实验结果的分析和处理，得出以下结论：
1.材料断裂方式对切屑形态的影响
不同材料的断裂方式也会对切屑形态产生影响。在高速切削过程中，随着材料表面错位的延伸，会在表面产生各种裂纹，将材料分解成很多小块。在材料表面产生的该类裂纹中，在断裂面上形成的比较光滑的裂纹，就是典型的剪切断口，这种情况下，切屑形态呈细丝形或带形；而在断裂面上形成的比较粗糙的裂纹，就是典型的韧性断口，这种情况下，切屑形态呈扭曲形或卷形。
2.切削温度对切屑形态的影响
在高速切削过程中，切削温度也是影响切屑形态的一个重要因素。随着切削温度的升高，材料的韧性会降低，即材料会逐渐变得“脆”，切屑断口呈现粗糙的形式，且切屑发生断裂或折叠。因此，在高温切削过程中，切屑形态比较粗糙、扭曲、断裂或折叠。
3.应变速率对切屑形态的影响
应变速率是指材料在切削过程中受到的变形速率。在高速切削中，应变速率会很高，随着应变速率的升高，材料的韧性也会降低，因此，切屑形态会发生改变。如果应变速率很大，则材料易于断裂，切屑形态呈短形或小碎块；