1 鱗刺的成因

鱗刺是在工件已切削加工表面上產生魚鱗片狀的倒刺，其根部晶粒與基體材料的晶粒相互交織，沒有明顯的界限，表面微觀呈一定高度的鱗刺狀，幾乎于切削速度方向垂直。

近年來隨著核心素養(yǎng)的提出與發(fā)展，深度學習逐漸成為教育領域關注的熱點，數(shù)學深度學習的研究也已取得了一定的成果．數(shù)學深度學習是指在教師的引領下，學生圍繞具有挑戰(zhàn)性的數(shù)學學習主題，全身心積極參與、獲得發(fā)展的有意義的學習過程；它與淺層學習相區(qū)別，不是簡單的知識記憶，而是對學習內容有整體認知[9]．數(shù)學課堂留白藝術的運用為學生深度學習提供了空間，有助于學生調動已有的活動經驗解決問題，梳理數(shù)學知識間的聯(lián)系，構建知識結構體系，提升學生的數(shù)學學科核心素養(yǎng)．

在制作鋼筋籠的過程中，會選用分段式方式，所以應對鋼筋籠焊接質量進行系統(tǒng)化地檢查。如果鋼筋籠的長度較長，應盡量選擇使用套筒連接的方法。選擇在鋼筋頭一般的位置錯開連接，并在滿足鋼筋籠制作工程標準的情況，及時進行安放處理。在鋼筋籠入孔方面，要保證其始終處于垂直狀態(tài)，在與孔位對準的時候即可以較慢的速度下放。而在下放環(huán)節(jié)，不允許出現(xiàn)鋼筋籠主體和孔壁的碰撞問題，以免導致塌孔亦或是鋼筋籠變形的問題發(fā)生。

通過分析金屬切削機理，得出鱗刺的成因主要有二個方面：一是在低速切削加工時，同于某些金屬物質與切削刀具的黏結存積，而導致即將切離的切屑根部發(fā)生斷裂，從而在已加工表面層留下金屬被撕裂的大量細裂紋，形成鱗刺；二是工件在積屑瘤產生的高發(fā)切削速度加工時，會在刀具前刀面靠近切削刃的部位上產生積屑瘤。隨著切削繼續(xù)進行，積屑瘤將逐漸增大，增大到一定尺寸后，由于切削過程中的沖擊和振動等，積屑瘤或破碎或脫落，積屑瘤破碎分裂片或粘留或刺入在已加工表面上，形成鱗刺。(圖1)

對于懸浮架在列車運行過程中幾何方位不斷變化下的測量，通過如下兩種情況進行比較分析。第一種情況為：在同一位置時，懸浮架保持水平姿態(tài)進行測量，此時4個測量點的坐標分別A(x1,z1)、B(x2,z2)、C(x3,z3)、D(x4,z4)。第二種情況為：在水平狀態(tài)的基礎上，沿z向移動b，并繞Y軸旋轉θ，此時4個測量點的坐標分別為Am(x1,m,z1,m)、Bm(x2,m,z2,m)、Cm(x3,m,z3,m)、Dm(x4,m,z4,m)。

切削速度是刀具切削刃上的某一點相對于待加工表面在主運動方向上的瞬時速度。切削速度主要是通過切削溫度來影響鱗刺，在一定的溫度下，刀具和切屑間的摩擦系數(shù)最大，并容易形成切削層的層積

。切削速度是影響切削溫度的主要因素，在某一適中切削速度范圍內容易形成鱗刺。通過實踐發(fā)現(xiàn)，積屑瘤與鱗刺是伴隨出現(xiàn)的。切削速度低時，開始出現(xiàn)積屑瘤與鱗刺，但高度較小，高度隨著切削速度的提高而增大，達到一定速度時便減小，甚至最后消失

。生產實踐證明，當切削速度大于120 m·min

或小于15m·min

時，加工工件表面光潔度良好。因此在實際加工中，為獲得較高的生產效率，一般采用高性能刀具進行高速切削，這樣可以減小工件的表面粗糙度，從而提高產品質量。(圖2)

2 對工件的危害

在切削加工塑性較低的金屬工件時，宜選取較大前角，最大可達30°；對于中等塑性變形的金屬材料的切削，其前角應在20°以下；對于高錳鋼或銅合金等具有塑性較大的高強度材料進行切削時，應選擇不超過10°的較前角；在對淬火鋼材進行切削時，應選擇用0°～10°的前角度。

使用切削液可以有效地控制切削溫度，降低摩擦力。選用具有良好潤滑冷卻效果的切削液，配合使用與工件材料化學親和性較低的刀具材料，可以預防和抑制鱗刺生成。粗加工時，應選用較高冷卻效果的切削液，如低濃度的乳化液；在高速或低速精加工時，應選用具有良好潤滑性能的高濃度乳化液或極壓切削油等；在銅合金及有色金屬切削過程中，一般不采用含有硫化物的切削液，以免產品工件被腐蝕

。

實驗結果顯示，用CA6140型普通臥式車床車削15#鋼(外圓直徑Φ60mm，長度200mm)、切削速度60m/min、切削深度0.8mm、進給量0.4mm/r的相同的車削條件下，僅改變刀具的前角，對工件的表面粗糙度有著明顯的影響

。(表1)

3 對策

鱗刺增大了工件的表面粗糙度，從而降低了產品的合格率。要降低工件表面的粗糙程度，改善工件的表面質量，就需要對其進行預防和減少鱗刺的產生。影響鱗刺的主要因素是：切削速度、切削進給量、背吃刀量、刀具的前角、刀具的材質、工件的材質和切削液。改善措施的實施主要是為了解決以上問題。

3.1 盡量采用高速切削

在所有切削加工工序中，都可能產生鱗刺。因材料不同、切削用量不同、刀具刃幾何角度不同，表現(xiàn)出來的鱗刺高低程度也不同。特別是在較低的切削速度下(小于15m·min

)，用高速鋼、硬質合金或陶瓷刀具，切削一些常用的塑性金屬材料時，更容易出現(xiàn)鱗刺

。

3.2 減小切削進給量

待在家里的那幾天，父親的臉笑成了一朵花，我卻犯了愁：一是連著幾日，我都沒有找到合適的養(yǎng)老院；二是我不知道該怎樣跟父親提這件事。

3.3 減小背吃刀量

背吃刀量即切削深度：垂直于進給速度方向的切削層最大尺寸，也就是工件上已加工表面和待加工表面間的垂直距離。在安排工件車削用量時，必須嚴格遵守機床使用說明書規(guī)定的允許切削用量。背吃刀量的選擇要根據(jù)機床、夾具和工件的剛度以及機床的功率來確定。在工藝系統(tǒng)允許的情況下，粗車盡可能選取較大的背吃刀量；精車則相反，盡量選擇較小的背吃刀量，這樣可以使機床的剛性加工性更容易地對工件進行切削，從而避免或減少工件表面鱗刺。(圖4)

3.4 增大刀具前角

刀具前角是指正交平面中測量的前刀面與基面之間的夾角。前角增大時，使切削刃更加鋒利，同時減小前刀面與切屑底層的摩擦，減小刀具與切屑接觸區(qū)的壓力，切削溫度降低，切屑變形減小。當切削速度低時，鱗刺的高度隨前角增大而下降，但切削速度高時，隨著切削溫度的升高，鱗刺的高度卻隨著前角增大而增大。

填充層采用直流反接工藝，焊接過程中由于在熄弧處易出現(xiàn)弧坑裂紋，所以在收弧時應使焊條向后回壓收弧，或采用斷弧2～3次的方式進行熄弧，以增加熄弧處的厚度，減小裂紋的形成幾率。由于熔池的流動性較差、凝結速度較快，中間易出現(xiàn)凸起兩側夾溝的現(xiàn)象，所以在焊接過程中，可采用反月牙運條方式，擺動寬度最大不得超過焊條直徑的3倍，當單道寬度超過此值時，應進行分道焊接。

鱗刺的存在不僅影響機械產品的外觀精美程度，還將直接導致工件表面質量下降，工件的表面粗糙度值增大2～4級，從而降低了產品的合格率，是加工工件獲得較小表面粗糙度的一大障礙。

進給量是指刀具在進給運動方向上相對工件的位移量。切削過程中，減小進給量可以減少由于鱗刺與積屑瘤造成的工件粗糙度值。當進給量增加時，在進給方向上切削殘余面積將會增加，刀具切削的載荷也會隨之增大，因此工件的表面粗糙度也會隨之增加。同時隨著金屬去除率的增加，單位時間內切削力和切削溫度升高，增大了工件材料塑性變形；同時由于機床加工功率提高，也會使機床的振動變得更大，使工件的表面粗糙程度更高。在切削過程中，刀具的進給量越小，切削力越小，切削過程中工件的振動越小，工件的溫度越低，表面質量越好。(圖3)

對于裝配工件，裝配后實際接觸表面減少，接觸剛度降低，從而影響設備的整體配合度和設備的工作精度。

3.5 選用具有優(yōu)良潤滑特性的切削液

鱗刺使已加工工件表面層產生殘余應力，進而使工件表面容易產生細微裂紋，從而導致其抗疲勞強度下降。

3.6 使用硬質合金刀具高速切削

硬質合金刀具的摩擦系數(shù)小，耐用度好，在金屬切削加工中具有較高的應用價值。鎢鈷合金(YG)的刀具主要應用于鋼的切削加工；鎢鈷鈦合金(YT)刀具耐磨性、耐熱性和抗氧化性能好，適合于鋼鐵的加工；碳化鎢(Yw)刀具有良好的耐磨性能，適用于冷硬鑄鐵類產品加工。采用硬質合金刀具進行高速切削(大于120 m·min

)，可以得到更小的工件表面粗糙度和更長的刀具使用壽命。

3.7 預調質處理

在實踐中，淬火+高溫回火稱為調質工藝。根據(jù)材質的特點，采用個性化的方法，使工件得到細密的組織，得到較好的回火索氏體和屈氏體，提高其力學性能，使工件的內外應力接近平衡狀態(tài)，改善材料的切削性能。實踐應用表明，經過調質處理后的工件，在高速切削加工時，可以減少工件鱗刺的產生，降低工件的表面粗糙度。

3.8 局部加熱切削區(qū)

局部加熱切削加工方法，是一種以金屬組織形態(tài)發(fā)生變化為基礎的切削加工技術，是將材料科學的固態(tài)相變理論擴展用于切削加工領域。該方法巧妙地利用了高能熱源的熱能效應，對被切削工件進行加熱，使材料切削部分的硬度和強度降低，從而產生塑性變形(圖5)。加熱溫度升高后，工件材料的剪切強度下降，減少了切削力，減少了功耗，減少了振動，從而提高了切削速度，改善了工件的表面粗糙度；同時由于刀具的耐用性與工件的溫度有關(當工件溫度在810℃左右時刀具的耐用度最大)，因此刀具使用壽命也得到了提高

。

用于切削加工的熱源，常用的方法有：通電加熱、火焰加熱、感應局部加熱、傳導電加熱等方法。等離子弧加熱、激光加熱是當前最先進的加熱方式。這類熱梯度很陡的熱源，加熱溫度能在幾毫秒內達到需要值，并且容易控制和調節(jié)溫度。許多材料的組織都具有發(fā)生相變時的超塑性特征，在該狀態(tài)下，材料的組織分子間的粘附力最小，切削性能大幅提高；而此狀態(tài)的溫度又大大低于材料熔化前軟化的溫度，因此可以擺脫當前難加工材料切削加工難題。

4 結語

綜上所述，鱗刺的形成受多種因素的影響，不僅影響工件的外觀精美程度，還將直接導致工件表面質量下降，粗糙度值增大。通過對加工工藝的分析和生產實踐證明：采用高速切削、減小切削進給量、增大刀具前角、選用具有優(yōu)良潤滑特性的切削液、使用硬質合金刀具高速切削、加工前對工件進行預調質處理、局部加熱切削區(qū)域等有關防止措施后，工件已加工表面的鱗刺大大減少甚至于消失，表面粗糙度大大減小，因而可取得良好的經濟效益。以上幾種工藝如果能結合加工設備、加工材質等實際情況綜合應用，可以更好的抑制鱗刺的生長，從而提高加工后工件表面的質量。

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