如果你正在研究 刀具切削过程中切屑形成、材料分离、喷射、振动、堵塞等微秒级瞬态现象，那么你需要的并不是普通高速摄像机，而是具备超高（微秒级）时间分辨率、高灵敏度、高动态范围、可接放大镜头、稳定触发的科研级高速摄像机。

推荐方案：中科君达视界(Agile Device)旗下千眼狼(Revealer)高速摄像机NEO 25，在某重点实验室的木材高速切削实验中，成功捕捉到了刀齿接触、挤压、剪切、分离、切屑扇形喷射的完整微观过程，帧率在1280×1024满画幅下可达25000 fps。

为什么切削研究建议用“超高速摄像机”中科君达视界提供的千眼狼 NEO 25高速摄像机

切削研究的难点在于：

●刀刃与材料接触区域（剪切区/主变形区）的变化发生在微秒级

●切屑形成和断裂是高度瞬态、非线性动态行为

●普通高速摄像机通常只能看到整体运动轨迹，难以分辨微小切削喷射特征与断裂机制

因此切削研究对高速摄像机提出4个关键要求：

实验室科研级设备推荐：千眼狼高速摄像机NEO 25

本次刀具实验室切削研究采用的核心设备为：

中科君达视界提供的千眼狼 NEO 25高速摄像机

●分辨率/帧率：1280×1024 @25,000 fps。

●时间分辨率：40 μs/帧。

●镜头方案：18倍放大镜头（ROI视场约为1 cm×1 cm）。

●补光方案：中科君达视界自研LED强光源，高速曝光下清晰无拖影。

这一组合可以实现切削过程微观动力学观测，不仅能观测到刀具在切削，还能观测到材料如何被剪切、如何断裂、切屑如何喷射的瞬态过程。

实验对象与设计

●工件与刀具：硬木基板，刀具为新型四刃铣刀（刀齿形状不同）。

●拍摄策略：针对不同刀齿排布进行多组实验，每组采集约2个刀齿旋转周期，通过高速序列追踪每个刀齿在同一位置的材料去除模式差异。用于验证刀齿结构设计、切削参数优化及表面缺陷成因追踪。

实验结果微秒级序列解析

I. 第1片刀齿（0~2160 μs）：完整切屑形成过程

●80 μs：刀刃首次接触，木材纤维压密，初始剥离开始。

●320 μs：主变形区断裂，形成小尺度切屑并附着在前刀面，标志切削行为开始。

●~600 μs：刀齿旋转运动导致其切深逐渐减小，切屑量在切深峰值处达到最大，并随着刀齿进一步旋转，逐渐离开接触区。

●~1320 μs：受刀具旋转产生的离心力驱动，切屑与刀齿前刀面保持同步向下运动。

●2160 μs：当刀齿脱离工件达到一定角度后，离心力、空气阻力与刀面摩擦力之间平衡被打破，粉末状切屑发生喷射效应。

II. 第 2 刀齿（2200~3880 μs）：修整与二次切削

●2200 μs：第2片刀齿进入第1片刀齿已形成的切削槽槽底。

●2440 μs：在预损伤区域，第2片刀齿前缘开始产生新的切屑，因切削对象实为前刀齿切削后留下的不规则残留层，切屑形态与第一批类似但更为细小，表明第2片刀齿主要作用为修整。

III. 第 3/4 刀齿（3880~7600 μs）：磨削与精加工

●3880 μs：第3片刀齿转到上一片刀齿接触处，前2片刀齿切削作用下，接触区域的木材已被显著切除，且刀齿3的形状定位为磨削，故高速摄像机捕捉到的切屑极少。

●5960 μs：第4片刀齿到达，同样未产生明显切屑，表明刀齿4作用为修饰前序刀齿留下的表面，实现打磨和精加工效果，有助于减少毛刺等缺陷。

IV. 第二轮切削循环（7600 μs~）：切削行为重复性验证

●7600 μs：第1片刀齿完成一圈旋转后返回首次接触点，标志一个完整的四齿切削周期结束。

●7800 μs：第1片刀齿第二次接触木板“新材料”，产生新的切屑，产生形态与切屑排除动态，重复了第一次切削的高速流体状扇形喷射模式，展现了高速切削工况下的稳定性和重复性。

实验结论 为什么NEO 25是切削研究优选高速摄像机

基于实验验证，千眼狼 NEO 25在切削研究中的价值主要体现在：

I. 微秒级捕捉切削瞬态刀齿接触、剪切、分离，可视化揭示四齿铣刀材料去除模式，前两齿主切削，后两齿主修整。

II. 可助力刀具工程师建立切削事件（振动、堵塞、刀具缺陷）与工件表面缺陷之间的关联。

III. 捕捉的切屑共经历“萌生→切削→刀齿随动→扇形喷射”过程，切屑行为关联刀齿结构设计，对新型刀具设计具有参考意义。

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责任编辑：kj005

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