庄可佳 胡 诚 代 星 浦栋麟 丁 汉

1.武汉理工大学机电工程学院, 武汉, 4300702.武汉理工大学数字制造湖北省重点实验室, 武汉, 430070 3.华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室, 武汉, 4300744.华中科技大学无锡研究院, 无锡, 214000

0 引言

金属材料实际切削加工过程表明,相较于传统尖刃口刀具，倒棱型刃口的刀具具有更佳的刃口强度和更长的服役寿命[1]。然而，倒棱会导致切削径向力和刀具后刀面磨损的激增，进而影响加工精度和刀具性能[2]。与此同时，刀具刃口尺度较小且该区域材料变形及流动情况复杂，这都使得微刃口条件下材料流动机理仍缺乏系统而深入的理论解释和试验研究。

早期学者从切削试验中发现刀具主负倒棱附近形成了稳定的材料滞留区域[3]，这一区域也被称为死区(dead metal zone, DMZ)，同时被认为是积屑瘤(build-up edge, BUE)形成的主要原因。DMZ产生的主要原因是工件材料流动受阻，负倒棱刃口对材料流动的阻碍作用会使得这一现象更加明显[4]。为了定量描述这一现象，USUI等[5]建立了接触受限刀具上的BUE模型，并采用LEE等[6]提出的滑移线方法来求解应力场、速度场以及刀具受限接触面上的摩擦因数。从此，由塑性变形理论演变出的滑移线场方法开始应用于不同的切削工况，并受到广泛关注[7]。ZHANG等[8]采用三区模型来研究DMZ对剪切角的影响，同时分析了DMZ和工件已加工表面在挤压作用下的能量损耗。在考虑BUE形成和切屑卷曲效应的基础上，FANG等[9]提出了一种改进滑移线场模型，该模型能够有效预测BUE和部分切削过程参数。……