吴继华 刘战强

(绍兴文理学院工学院1) 绍兴 312000) (山东大学机械工程学院2) 济南 250061)

微切削加工技术在微细产品的加工中广泛应用.与其他微细加工技术(如微刻蚀、激光、电解等)相比,微切削具有如下优点：(1)加工材料范围广泛;(2)三维加工能力强;(3)加工尺度微小;(4)加工精度高.研究微切削过程中的变形机理对于控制加工过程,提高加工质量,降低加工成本具有重要意义.

剪切区模型广泛应用于宏观切削理论的研究,如用于求得应变率,描述切削过程参数及预测加工结果.准确的剪切区形状参数直接影响到应变率等切削过程参数计算的精度.切削过程中第一变形区高应变、高应变率、高温度的剧烈变形环境使第一变形区几何参数的测量变得非常困难.常规的方法是用录像机录制切削过程,再用测量装置获得剪切区的厚度和长度[1],但因实验操作过程复杂且高速切削下采集的图像模糊,使得测量数据易产生误差.目前未曾有文献涉及到应用分析法对第一变形区进行理论建模并给出几何尺寸预测模型.

在宏观弹塑性理论中,未引入内禀特征长度,无法预测切削用量在微米级微切削过程的变形[2].应变梯度塑性理论将塑性应变的二阶空间梯度引入到屈服函数中,包含内禀特征长度以描述微观尺度下的变形特性.

本文基于应变梯度构建了微切削的力学模型,提出第一变形区几何尺寸的分析预测方法,并用正交切削实验验证……