第2章金属切削过程的基本规律课件.ppt

第2章 金属切削过程的基本规律 本章提要 2.1 切削变形 2.1.1 金属切削变形过程 2.1.2 切屑的类型 2.1.3 变形程度的量度方法 2.1.3 变形程度的量度方法 ★ 相对滑移系数ε 2.1.3 变形程度的量度方法 2.1.3 变形程度的量度方法 2.1.5 前刀面的挤压摩擦 2.1.6 积屑瘤 4)增大已加工表面粗糙度 某些没有残留面积的切削加工，如拉削、成形切削和自由切削，由切削刃直接切出来的加工表面粗糙度可为Ra 2.5～0.63μm。但是，如果有积屑瘤形成，那么已加工表面粗糙度便大大增大，Ra通常达到5～10μm。 可以按照加工的种类和要求判断积屑瘤的利弊。粗加工对已加工表面质量的要求不高，生成积屑瘤后切削力减小，从而降低能量消耗；或者可加大切削用量，使劳动生产率得以提高；积屑瘤还能保护刀具，减少磨损。据此可以认为，积屑瘤对粗加工是有利的。对于精加工则相反，精加工要求较高的尺寸精度和较小的表面粗糙度，可是积屑瘤降低尺寸精度和增大已加工表面粗糙度。所以，积屑瘤对精加工是不利的。 2.2 切削力 2.2.1 切削力的来源、合力及其分力 2.2.1 切削力的来源、合力及其分力 2.2.2 切削力测量和切削力经验公式 切削力的测量 实际的金属切削过程非常复杂，影响因素很多，因而现有的一些理论公式都是在一些假说的基础上得出的，存在着较大的缺点，计算结果与实验结果不能很好地吻合。在生产实际中，切削力的大小一般采用由实验结果建立起来的经验公式计算。在需要较为准确地知道某种切削条件下的切削力时，还需进行实际测量。随着测试手段的现代化，切削力的测量方法有了很大的发展，在很多场合下已经能很精确地测量切削力。 2.2.2 切削力测量和切削力经验公式 测定机床功率，计算切削力 用功率表测出机床电机在切削过程中所消耗的功率PE后，计算出切削功率Pm。这种方法只能粗略估算切削力的大小，不够精确。当要求精确知道切削力的大小时，通常采用测力仪直接测量切削力。 2.2.2 切削力测量和切削力经验公式 ◆ 用测力仪测量切削力 测力仪的测量原理是利用切削力作用在测力仪的弹性元件上所产生的变形，或作用在压电晶体上产生的电荷经过转换处理后，读出Fz、Fx和Fy的值。先进的测力仪常与微机配套使用，直接进行数据处理，自动显示被测力值和建立切削力的经验公式。在自动化生产中，还可利用测力传感装置产生的信号优化和监控切削过程。 2.2.2 切削力测量和切削力经验公式 按测力仪的工作原理可以分为机械、液压和电气测力仪。目前常用的是电阻应变片式测力仪和压电测力仪。 计算机辅助测量切削力的系统框图 全套测量系统由转子,定子和信号适调器组成。转子内包含两分量测力传感器和两个通道微型电荷放大器。定子接收测量信号。适合于各种高速钻削和铣削过程研究及监测贵重刀具或材料在加工过程中的切削力。 2.2.2 切削力测定和切削力经验公式 2.2.2 切削力测定和切削力经验公式 切削力的经验公式 两种方法： 计算切削力的指数公式 按单位切削力计算切削力和切削功率 实践证明，切削力的影响因素很多，主要有工件材料、切削用量、刀具几何参数、刀具材料、刀具磨损状态和切削液等。 考虑切削速度影响的计算切削力指数公式 工件材料为钢时： 切削力= 2.2.3 单位切削力、切削功率和单位切削功率 2.2.4 切削力的变化规律 2.3 切削热与切削温度 2.3.1 切削热的来源与传导 2.3.2 切削温度测定与分布 2.3.3 影响切削温度的因素 2.3.3 影响切削温度的因素 2.3.3 影响切削温度的因素 2.3.3 影响切削温度的因素 2.3.3 影响切削温度的因素 2.3.3 影响切削温度的因素 (4) 刀具磨损的影响 2.3.3 影响切削温度的因素 (5) 切削液的影响 切削液对切削温度的影响，与切削液的导热性能、比热、流量、浇注方式以及本身的温度有很大关系。 从导热性能来看，油类切削液不如乳化液，乳化液不如水基切削液。如果用乳化液代替油类切削液，加工生产效率可以提高50%~100%。 2.4 刀具磨损与刀具寿命 2.4.1 刀具磨损形式 2.4.1 刀具磨损形式 ★ 刀具破损原因： 在断续切削条件下，由于强烈的机械与热冲击，超过刀具材料强度，引起刀具破损。 断续切削时，在交变机械载荷作用下，降低了刀具材料的疲劳强度，容易引起机械裂纹而破损。 由于切削与空切的变化，刀具表面温度发生周期性变化，容易产生热裂纹，又在机械力的混和作用下，