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摘要
为研究直角自由切削松木过程中,切削厚度和刀具前角对切削力和切削区温度的影响,选用马尾松为切削材料,在牛头刨床上进行切削试验。采用石英三向测力仪和红外热成像仪分别测量了切削力和切削区温度,并用高速相机拍摄了切削动态过程,分析切削厚度、刀具前角以及切屑形成对切削力和切削区温度的影响。结果表明:从切削力变化的总趋势来看,平行于切削方向的水平分力Fx和垂直于切削方向的垂直分力Fy均随着切削厚度的增加而增大,随着刀具前角的增大而减小;在切削厚度为0.3 mm,刀具前角为40°和50°时,切屑为折断型切屑,其形成过程中所产生的超越裂缝可能导致切削分力Fx出现下降,这不仅可以减少刀具前刀面的磨损,也可以提高刀具的切削性能和使用寿命;而折断型切屑形成过程中所产生的超越裂缝对切削区温度并没有明显影响。此外,25°前角时的切削力和切削温度均高于40°和50°前角时,且25°前角时的切削力增加速率高于40°和50°前角时,25°前角时切削区温度的增加速率与40°和50°前角时大致相同。因此,小前角刀具对切削力的影响程度高于对切削温度的影响程度,对切削质量和切削过程的稳定性影响较大。在保证刀具切削性能和稳定性的前提下,切削加工应选择较大前角的刀具。
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