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金属切削理论的历史

更新日期:2007-06-11  作者:  来源:光学精密机械网(ChinaOptic.Com.Cn)收集整理

    一、引言

    做为机械加工的一种重要方法,金属切削加工具有相当悠久的历史,而且在可以预见的未来,金属切削加工作为一种机械加工方法,都是不可替代的。因而作为研究金属切削加工的基础科学—金属切削理论的研究还应该加以重视并继续加强。

    金属切削理论做为总结分析和指导切削加工实践的一门学科也是古老而又充满活力的。以下我们对金属切削理论发展的历史和各个重要阶段的主要成果加以总结回顾,以便大家对应用力学领域的这一分支有所了解。 字串2

    二、金属切削理论发展主要阶段 字串5

    对金属切削理论的研究可以追溯到十七世纪,1679年Hooke把他包括6个主要工作的一组报告汇集一起,出了一个单行本《论刀具切削》,这本书中至少包括了Hooke的两个重要的科学发现,一是提出了以其名字命名的定理,这就是著名的应力与应变成正比的弹性定理。另一个发现是Hooke直觉地理解到振动着的弹簧与一个单摆是动力等价的。但真正作为一门学科来研究的话,金属切削理论研究大致从1850年算起。

    回顾金属切削理论研究一百多年的历史,根据研究重点的不同,可以分为以下三个时期:

    第一研究阶段可称为力学或切屑形成机理时期(Mechanics or Chip Formation Period),大致为1850~1900年五十多年的时间。1774年,J.Wilkinson发明了第一台金属镗床,提高了汽缸的加工精度,减少了汽缸和活塞间的蒸汽泄漏,从而使得J.Watt的蒸汽机的应用成为可能,从这一典型事例中我们可以知道金属切削加工在当时社会生产中具有非常重要的地位,是当时最先进的加工方法。 字串2

    这一阶段的初期,金属切削理论主要研究方向是研究切削过程中的切削力和消耗的切削能量,主要的研究者有H.Cocquihat, Wiebe和Joessel。1851年,H.Cocquihat 研究了在铸铁,黄铜和石头等材料上钻孔时,切去一定体积材料所需要的功。1864年,Joesse探讨了刀具几何角度对切削力的影响。

    在这一时期的后半段,主要的研究方向是塑性剪切和切屑形成机理。Timme在1870年提出切屑是经过剪切面的剪切变形而形成的。Tresca于1864~1872年间在一系列金属挤压实验基础上提出了最大剪应力屈服准则,可以认为是塑性本构关系实验与理论研究的开始。到1873年和1878年Tresca又提出切屑的形成是工件材料受刀具挤压,从而在垂直切削方向的平面发生剪切变形的过程。

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