【摘 要】
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在多晶体金属微切削加工中,由于刀具刃口钝圆半径与切削厚度及晶粒尺寸在数量级上相当,因此,相比于宏观切削,刀具的刃口钝圆半径对为切削过程中材料变形、切屑形成以及微结构演化等具有显著影响。本文针对多晶体金属材料开展了系列正交微切削试验,采用光学测量方法,通过高速摄像机记录完整的切屑形成过程,进而分析材料的塑性变形、微结构演化以及计算变形区的位移和应变,从而更加深入、全面考察金属微切削的本质特征。具体的
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在多晶体金属微切削加工中,由于刀具刃口钝圆半径与切削厚度及晶粒尺寸在数量级上相当,因此,相比于宏观切削,刀具的刃口钝圆半径对为切削过程中材料变形、切屑形成以及微结构演化等具有显著影响。本文针对多晶体金属材料开展了系列正交微切削试验,采用光学测量方法,通过高速摄像机记录完整的切屑形成过程,进而分析材料的塑性变形、微结构演化以及计算变形区的位移和应变,从而更加深入、全面考察金属微切削的本质特征。具体的研究工作如下:为在超精密机床上开展多晶体金属正交微切削试验,需设计开发必要的辅助装置,主要包括样件夹具、六自由度微调节平台、高速摄像机支架等辅助机械结构。在实验中,利用高速摄像机拍摄切屑形成以及材料变形的动态过程,所采用的光学设备主要包括高速摄像机、金相显微物镜、变焦镜头主体及LED点光源。为获得切削过程中晶粒的变化图像,利用热处理和表面腐蚀制备了试验样件。针对H70黄铜和TU1无氧铜两种典型材料,开展了系列正交微切削试验,在位测量了不同切削深度下H70黄铜的剪切角的大小,研究发现虽然切削深度不同,但剪切角的大小基本保持不变,通过快速停刀法,测量了不同切削深度下TU1无氧铜,研究发现,随着切削深度增大,剪切角的大小明显增大;观察到了微切削过程中微结构的变化;分析不同切削深度下H70黄铜切屑形成过程,结果表明虽切削深度不同,但是切屑一直呈现为锯齿形;观察分析了H70黄铜的最小切削厚度范围,研究发现切削深度为刃口钝圆半径的5%时仍然可以观察到连续的切屑形成。通过图像相关技术（DIC）计算了微切削过程中锯齿形切屑形成过程中的位移与应变,分析了形成锯齿形切屑时材料的塑性流动趋势以及剪切滑移带的形成。
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