1.1.2 刀-屑接触区摩擦状态对切削加工过程的影响

    金属切削过程一直是机械研究领域的热点、重点、难点，其中包括很多非线性的物理几何过程，涉及了很多领域。在力学方面，就有机理至今都无法解释。这是因为在切削过程中既有塑性变形，又有弹性变形，既有大变形和高应变率，又有高切削温度和复杂的摩擦条件等力学影响因素。刀具前刀面与切屑之间的摩擦，对金属切削加工过程具至关重要有重要的影响作用：

(1)对切屑的变形程度有影响。金属切屑沿刀具前刀面流出时，切屑的底层会受到刀具的挤压，同时会在接触面间产生强烈的摩擦，并继续以剪切滑移的方式变形，使切屑底层的晶粒弯曲伸长，从而形成滞留层，进而影响切削加工。

(2)对切削温度有影响。刀-屑接触区摩擦剧烈 ，使切屑塑性变形程度增加，使得切削温度升高。这将直接影响刀具的磨损和使用寿命，还会影响工件的加工精度和表面质量。

(3)对刀具磨损有影响。前刀面的摩擦越剧烈，切削区的温度越高，前刀面与切屑的粘附越严重，从而加剧刀具的磨损。

1.2 刀-屑接触区摩擦状态的国内外研究概况及意义

1.2.1 国外研究概况

1.2.2 国内研究概况

1.2.3 存在的问题及研究意义

第 二 章 钛合金材料

2.1 概述

   钛合金具有比强度高、耐热性和耐蚀性好等优良性能，不仅是现代航空航天工业中不可缺少的结构材料，而且在造船、化工等领域也获得了广泛的应用。同时，钛合金的热导率低、弹性模量小、化学活性高，易导致刀具的严重磨损，是一种典型的难加工材料。目前，钛合金材料还是主要以车削、铣削等传统工艺来加工的。钛合金加工的主要特点如下: 

    (1)切削温度高，相比于其他金属，其刀屑接触长度较短,导热系数较低。由于此特性使于切削刃附近的一定面积内积聚的切削热不易散发,加剧了刀具磨损。

    (2)钛合金中的各种元素在高温下的化学活性很高,源Z自+751=文)论(文]网[www.751com.cn，温度高时，容易与空气中的氢气、氧气和水等发生一些化学反应。所以，容易使钛合金表面硬化,从而降低了工件塑性，也使得切屑与前刀面的接触长度减少,进而加速了刀具磨损。在高温条件下，钛合金还会与大多数刀具材料发生一些物理、化学作用,使刀具的切削特性降低,同样会加剧刀具的磨损。

(3)粘刀现象严重。由于钛具有亲和性大、切削温度高、刀具与切屑单位面积上的压力大的特性,再加上回弹量等诸多因素的综合影响，切削时,切屑和被切表面层会与刀具材料咬合,会产生严重的粘刀现象,容易引起刀具强烈的粘结磨损。

    (4)用大量的切削液进行有效冷却，为了迅速散热,提高刀具寿命和加工质量,通常必须采用冷却措施[12]。

    钛合金材料具有很好的物理和机械性能,但又具有较差的切削加工性，所以在航空航天工业以及民用工业中的应用不够普遍。所以，有许多学者都在对钛合金材料进行研究，尤其在切削机理、切削参数、刀具性能等方面研究。以待钛合金能实现高效低耗切削加工。