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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

    这一时期也开始了切削模型的研究,在1881年,Mallock提出了类似于卡片模型的理论,而Zvorkin则在1893年建立了剪切角关系式,他假设剪切面是剪应力最大面。值得注意的还有塑性力学Durcker公设的提出者Durcker等力学家的工作。

    回顾这一阶段的历史,可以发现,切削理论的研究一开始就是和力学的研究有着紧密的关系,金属切削过程中所遇到的问题既给力学家们提供了新的课题,也为他们提供了验证其力学理论可靠而又简便的试验手段。考察自然科学的发展史,在当时力学起着先导和基础的作用,处于自然科学的前沿地位。所以金属切削理论的研究起点是很高的,也是居于当时自然科学的前沿地位。这也跟金属切削加工在当时社会生产中的地位相适应。 字串3

    第二研究阶段可称为切削可加工性时期(Machinability Period),大致从1900~1930年共约30年时间。在这一时期随着社会生产力的发展,金属切削加工技术也有了长足的进步,新的刀具材料和加工工艺不断出现。例如,1898年Taylor和White发明高速钢。1930年前后人们又发明了硬质合金。

    新的刀具材料的出现使切削加工的生产效率大大提高,应用范围越来越广。以高速钢的应用为例,Trent在他的名著《Metal Cutting》中写到“高速钢刀具的出现引起了金属切削实践的革命,大大提高了机械加工车间的生产率,并要求完全改变机床的结构,据估计,在最初几年,美国的工程制造业,由于使用了价值二千万美元的高速钢而增加了八十亿美元的产值。”

    与此同时,生产实际也给金属切削研究者带来了许多急需解决的问题,例如刀具的耐用度,加工表面质量,切屑的排除等等。这一时期金属切削理论主要的成果有,1907年Taylor在整整工作了26年切除了3万吨切屑,掌握了10万个以上的实验数据的基础上,在他经典的论文“On the Art of Cutting Metal”中提出了著名的刀具耐用度公式,第一个研究了切削速度和刀具耐用度之间的关系。这一公式对今天预测刀具耐用度仍有重要的指导意义。有些学者认为金属切削理论的研究是从Taylor开始,虽不确切,但Taylor的工作确实是金属切削理论史上一个重要的里程碑。 字串3

    切削可加工性(Machinability)这一概念是二十世纪20年代中期首先由Herbert,Rosenhain和Sturney提出,在这一时期切削加工性主要是指切削速度与刀具耐用度之间的关系,而对切削表面质量,切屑去除和尺寸精度等的研究还不深入。切削加工性被看作是与材料的硬度,韧性等有关的材料的一个重要特性。在这一时期还开始关注刀—屑温度的重要性,并进行了初步的研究。

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