摩擦学学报第25卷（2005年第1～6期总第105～110期）

摩擦学学报第25卷（2005年第1～6期总第105～110期）论文题目：基于微区摩擦学理论的高温热削过程分析

摘要：高温热削是现代制造业中常用的金属加工技术之一。本文基于微区摩擦学理论，对高温热削过程中的摩擦学特性进行了分析。通过建立数值模型，研究了热削过程中的摩擦系数、热扰动和变形等因素对加工表面质量和切削力的影响。研究结果表明，高温热削过程中，由于材料热膨胀和表面高温软化，摩擦系数存在明显降低的趋势。同时，热扰动也会导致加工表面形貌的变化，在一定程度上影响加工质量。此外，切削过程中的变形也会对切削力及加工表面质量产生影响。因此，在高温热削过程中，需要根据实际情况综合考虑各种因素，选取合适的参数及工艺，以获得良好的加工效果。

关键词：摩擦学、微区摩擦学、高温热削、表面质量、切削力

Abstract:High-temperaturemachiningisoneofthecommonlyusedmetalprocessingtechnologiesinmodernmanufacturingindustry.Basedonthetheoryofmicrofriction,thispaperanalyzesthefrictionalcharacteristicsofhigh-temperaturecuttingprocess.Byestablishinganumericalmodel,theinfluenceoffrictioncoefficient,thermaldisturbanceanddeformationonmachiningsurfacequalityandcuttingforceintheheatingprocessisstudied.Theresearchresultsshowthatinthehigh-temperaturecuttingprocess,duetothethermalexpansionofthematerialandthehigh-temperaturesofteningofthesurface,thereisanobvioustendencytoreducethefrictioncoefficient.Atthesametime,thermaldisturbancecanalsocausechangesinthesurfacemorphologyofthemachinedpart,whichaffectsthemachiningqualitytosomeextent.Inaddition,deformationduringthecuttingprocesswillalsohaveanimpactoncuttingforceandmachiningsurfacequality.Therefore,inthehigh-temperaturecuttingprocess,itisnecessarytocomprehensivelyconsidervariousfactorsandselectappropriateparametersandprocessestoachievegoodmachiningresults.

Keywords:friction,microfriction,high-temperaturecutting,surfacequality,cuttingforce.高温热削是一种特殊的加工方法，可用于加工难加工材料和复杂形状的工件。由于高温热削过程中涉及到高温、高速和高负荷等因素，因此需要对其摩擦学特性进行深入研究，以提高加工效率和质量。

通过微区摩擦学的理论研究，我们可以深入了解高温热削过程中摩擦系数的变化规律。在热削过程中，由于材料热膨胀和表面高温软化等因素，与刀具接触的一侧材料表面存在明显的塑性变形，从而导致摩擦系数的降低。此外，高温热削过程中，切削区域的温度和力都会呈现出非常复杂的分布情况，这会产生热扰动和变形等现象，从而影响加工表面质量和切削力。

为了提高高温热削的加工效率和质量，需要综合考虑各种因素，包括材料特性、切削参数、刀具几何参数、润滑情况等。对于不同材料和工件形状，需要采用不同的切削参数和工艺方案，以最大程度地降低加工难度和提高加工效率。此外，采用适当的润滑方式和冷却方式可有效降低摩擦系数和热影响，提高加工表面质量。

综上所述，高温热削是一种具有广阔应用前景的加工方法，通过深入研究其摩擦学特性，可以为其实现高效、高质量的加工提供理论支持。另外，高温热削还可以通过控制刀具几何形状来实现优化加工效果。例如，可以采用磨制出不同形状的刀具尖端来适应不同轮廓的工件表面。使用裁剪式切削也是一种有效的策略，能够显著降低切削力，提高加工效率。

另一方面，最近兴起的插入式切削也被广泛应用于高温热削领域。插入式切削是一种相对较新的切削方式，它采用多个小而锐利的切削锋刃代替传统单锋刃刀具，能够更好地控制加工区域和提高加工效率。此外，利用先进的加工仿真软件和纳米级精度的加工设备，可以实现更高质量的加工表面和更高精度的工件形状。

总之，高温热削是一种充满挑战和活力的加工领域。在理解其摩擦学特性的基础上，我们需要综合考虑工艺参数、刀具设计和润滑方式等多个因素，以实现高效、高质量的加工。未来，随着材料和切削技术的不断发展，高温热削还将有更加广阔的应用前景。在高温热削中，切削力的控制也是非常重要的一点。受材料的塑性变形和高温软化的影响，切削区域的变形非常复杂，这会导致切削力的不稳定性。如果无法有效控制切削力，就可能导致加工表面的粗糙度增加、工件变形甚至刀具断裂等问题。因此，需要采用适当的切削参数设置以及合理的刀具和加工环境，以实现可靠的力控制和高效的加工。

同时，高温热削还需要考虑切削热的管理，以避免过度热损和材料变形等问题。为了控制切削温度，可以采用液体或气体冷却等方法，以减少热量积累和热变形。同时，还可以使用涂层和涂覆材料来提高切削耐热性，并更好地适应高温热削环境。

在高温热削的实践中，除了切削参数和刀具设计、润滑和冷却等方面的优化，还需要充分考虑成本和效益等经济因素。因此，需要以质量、效率和成本为基础，确定最佳加工方案，以实现可持续的制造。同时，还需要考虑未来发展方向和需求趋势，以制定适应市场和技术进步的长远规划。

综上所述，高温热削是一种具有挑战性和应用前景的加工技术，需要充分理解其摩擦学特性和切削热管理方法，并综合考虑工艺参数、刀具设计、润滑冷却和经济因素等因素，以实现高效、高质量和可持续的制造。未来，随着人工智能、物联网等新技术的应用，高温热削还将会有更加广泛的应用前景和更高的研究价值。此外，高温热削也需要考虑材料的性质和特点。不同材料在高温热削过程中的响应和变形是不同的，因此需要针对不同的材料采用相应的切削策略和刀具设计。例如，在加工高硬度材料时，需要使用精密的超硬切削工具，并且需要采用低速高进给的切削方式以保证切削质量和刀具寿命。而在加工高强度的耐腐蚀性合金时，需要考虑材料的抗热性和化学稳定性，并采用合适的润滑和冷却方法以防止材料的氧化和变形。

高温热削技术还有许多潜在的应用领域，例如航空、汽车、电子、能源等等。在航空领域，高温热削可用于加工高强度的钛合金零件，以提高飞机的耐久性和重量比。在汽车制造中，高温热削可以用于加工发动机缸体、传动系统和进气门等零件。在电子工业中，