5-金属切削加工(kao).ppt

2.车刀切削部分的主要角度 (2).标注角度 kr对刀具耐磨度和切削力的分配有直接影响 当走刀量f和吃刀量ap不变时，Kr↓→切削厚度ac↓ ，切削宽度aw↑，切削面积不变，主切削刃单位长度上负荷↓，散热↑，↑刀具耐用度。 2.车刀切削部分的主要角度 (2).标注角度 主偏角kr↓→径向力大，工件刚度差会引起工件变形 车外圆， kr值有45?、60? 、75? 、90?四种；加工台阶轴，必须取kr = 90?，刚性差取大值。 BUT 2.车刀切削部分的主要角度 (2).标注角度 副偏角kr′的主要作用是↓副切削刃与已加工表面的摩擦，↓表面粗糙度； 同时，kr′↓→残留面积↓ kr′值为：5?-15? 2.车刀切削部分的主要角度 (2).标注角度 ③在主切削平面ps标注的角度 刃倾角λs:主切削刃与基面间夹角（-5?~+5?）。 粗加工取负值； 精加工取正值或零值。 λs=0→切屑向着与主切削刃垂直的方向流出 λs为正值→切屑向着代加工表面流出，切削刃强度较差 λs为负值→切屑向着已加工表面流出，主切削刃强度较好。 2.车刀切削部分的主要角度 (3).工作角度 刀具装夹位置的影响 一、切削过程及切屑种类 1.金属切削过程 弹性变形：晶粒无变化 塑性变形：晶粒内部滑移 挤裂：滑移面产生裂痕 切离 5-3 金属切削过程 三个变形区 （1）第一变形区：刀刃前方的变形区。其变形量最大，切削过程切削力、热量主要来自这个区域，机床提供的能量也主要消耗在这个区 （2）第二变形区：是切屑与前刀面间的摩擦变形区，此区域的状况与积屑瘤形成，和刀具前刀面的磨损有直接关系 （3）第三变形区：是工件已加工表面与工具后刀面的摩擦变形区，该区的状况对工件表面的变形强化和残余应力以及后刀面磨损有很大影响 一、切削过程及切屑种类 Ⅱ Ⅰ Ⅲ 切削收缩：经塑性变形切削下来的切屑变得更厚（厚度hch公称厚度hD）、更短的现象；称为切屑收缩；其程度用变形系数（或收缩系数）表示，即: Λ=hch/hD 一般情况下，Λ１ Λ愈大，切削力越大，切削温度愈高，表面愈粗糙。因此，可以增大前角γ0 ，降低材料的塑性来使变形减小。 切屑的种类 带状切屑 加工塑性材料，切削速度↑，f↓，刀具前角↑→带状切屑 特点：F稳定→已加工表面光洁整齐；但应有段屑措施，防止缠绕 节状切屑（挤裂切屑） 中等硬度塑性材料，切削速度↓，f↑→形成节状切屑 特点：连续但不光滑，有挤裂痕迹，金属变形较大，切削力有波动及表面粗糙； 崩碎切屑（粒状切屑） 切削脆性材料时，不发生明显的塑性变形就突然断裂，容易形成崩碎切屑 特点：不连续，不规则碎块。切削热/力集中刀尖→刀尖易磨损，易引起振动使已加工表面粗糙 金属切削过程实质： 金属受刀具挤压，经过弹性变形、塑性变形后沿一定面被挤裂的过程。 切削颜色与变形程度有关： 银白色——切削变形小，切削温度低(300-400℃) 淡蓝色——切削变形较大，切削温度较高(500℃) 黑紫色——切削变形很大，切削温度高(800℃以上) 切屑一面光亮，一面粗糙原因： 切削过程中，切屑靠近前刀面一面受前刀面推挤而拉伸，另一面受挤压而缩短。 切削现象 积屑瘤的形成及影响因素 积屑瘤 条件：在切速不高而又能形成连续切屑的情况下，加工塑性材料，脆性材料无 现象：常在前刀面切削刃处粘着一块呈三角状的硬块(加工硬化) 产生原因：切屑底层与前刀面剧烈摩擦形成滞流层。当摩擦力切屑分子之间的结合力时，一部分金属停留在刀刃附近 形成→积屑瘤不断长大→破裂→带走 积屑瘤对切削加工的影响 优点： 实际前角增大，使切削力减小， 切削轻快，对切削过程起积极作用； 积屑瘤加工硬化，保护刀尖，影响 刀具耐用度，稳定积屑瘤可减少刀具磨损，提高刀具耐用度； 缺点： 使切削深度增加Δac，积屑瘤的产生、 成长、脱落是周期动态过程，因此Δac 是变量，会引起工艺系统的振动； 增大加工表面粗糙度，积屑瘤不稳定，容易粘附切屑底层而剥落，一部分则留在加工表面上，影响表面粗糙度。 结论：粗加工应保留，精加工尽量避免。 积屑瘤的控制 影响积屑瘤的因素： 金属材料的塑性 材料的塑性越大，越容易形成积屑瘤 (避免—低碳钢正火、调质，提高强度、硬度，降低塑性) 切削速度 中速易(5-50mm/min)，低、高速难； 冷却润滑条件及其它 前角大，F小，使用切削液则不易产生积屑瘤。 精车/高速切削：T↑，切屑熔融 拉削、精刨，低速切削：摩擦小 切削力的来源 切削力来源： 克服被加工材料对弹性变形和塑性变形的抗力； 克服切屑对刀具前刀面的摩擦力； 克服刀具后刀面对加工表面与已加工表面之间的摩擦力。 F=F变形抗