机械制造基础 教案 作者 许晶 6.docVIP

机械制造基础课程教案用纸 教学环节 教 学 内 容 备 注 组织教学 导 言 新 课 清点人数 金属切削过程实质是被切金属层经受挤压产生滑移变形的过程，在这个过程中会伴随着金属变形、切削力、切削热、刀具磨损等物理现象。我们要研究金属切削过程的基本规律，以创造出更加先进的切削方法和高质量的刀具，从而提高工件加工生产效率、降低成本，适应生产发展的需要。 1.4金属切削过程基本规律（一） 金属切削层的变形 切屑形成过程 切削时，在刀具切削刃的切割和前刀面的推挤作用下，使被切削的金属层产生剪切滑移，最后脱离工件变为切屑，这个过程称为切削过程，现以常见的塑性金属的切削过程具体说明。切屑的具体形成过程，切削塑性金属时，当工件受到刀具的挤压后，切削层金属在OA始滑移面以左发生弹性变形，在AOM区域内产生塑性变形，在OM终滑移面上应力和塑性变形达到最大值，切削层金属被挤裂而破坏。越过OM面，切削层金属要沿前刀面方向排出，在前刀面的挤压、摩擦过程中进一步变形，使切削层金属的底部挤压伸长，造成切削层金属的卷曲，继而终因剪应力超过其强度极限，便沿剪切面与工件母体分离而成为切屑沿前刀面排出。这是一个动态过程，随着刀具不断向前运动，AOM区域也不断前移，切屑源源不断流出，切屑层各点金属均要经历弹性变形，塑性变形，挤裂和切离的四个阶段。 切削变形程度的度量方法 相对滑移 直接导入 结合见习内容引导学生分析 机械制造基础课程教案用纸 教学环节 教 学 内 容 备 注 新课 变形系数 式中、—切削层长度和厚度 、—切屑长度和厚度 （三）积屑瘤的形成及其对切削过程的影响 在切削速度不高而又能形成连续切屑的情况下，加工一般钢料或其它塑性材料时，常常在前刀面处粘着一块剖面有时呈三角状的硬块。这块冷焊在前刀面上的金属称为积屑瘤。它的硬度很高，通常是工件材料的2—3倍，在处于比较稳定的状态时，能够代替刀刃进行切削。 1．积屑瘤的成因 1）切屑对前刀面接触处的摩擦，使前刀面十分洁净。 2）当两者的接触面达到一定温度同时压力又较高时，会产生粘结现象，即一般所谓的“冷焊”。切屑从粘在刀面的底层上流过，形成“内摩擦”。 3）如果温度与压力适当，底层上面的金属因内摩擦而变形，也会发生加工硬化，而被阻滞在底层，粘成一体。 4）这样粘结层就逐步长大，直到该处的温度与压力不足以造成粘附为止。 2．形成积屑瘤的条件： 主要决定于切削温度。此外，接触面间的压力、粗糙程度、粘结强度等因素都与形成积屑瘤的条件有关。 3．积屑瘤对切削过程的影响 1）实际前角增大 2）使加工表面粗糙度值增大 3）对刀具寿命的影响 教师结合实例进行理论讲解 机械制造基础课程教案用纸 教学环节 教 学 内 容 备 注 新课 4．防止积屑瘤产生的主要方法 1）降低切削速度，使温度较低，粘结现象不易发生。 2）采用高速切削，使切削温度高于积屑瘤消失的相应温度。 3）采用润滑性能好的切削液，减小摩擦。 4）增加刀具前角，以减小切屑与前刀面接触区的压力。 5）适当提高工件材料硬度，减小加工硬化倾向。 （四）影响切削变形的主要因素 1．刀具前角：增大前角γ0，使剪切角增大，变形系数∧h减小，因此，切削变形减小。生产实践表明：采用大前角刀具切削，刀刃锋利、切入金属容易，切屑与前刀面接触长度减短、流屑阻力小，因此，切削变形小、切削省力。 2．切削速度：切削速度Vc是通过积屑瘤使剪切角改变和通过切削温度使摩擦系数μ变化而影响切削变形的。 3．进给量：进给量f增大，使变形系数∧h减小。 4．工件材料：工件材料硬度、强度提高，切削变形减少。 （五）切屑的类型及控制 切屑的类型由于工件材料不同，切削过程中的变形程度也就不同，因而产生的切屑种类也多种多样，如图示。图中从左至右前三者为切削塑性材料的切屑，最后一种为切削脆性材料的切屑。切屑控制的措施 所谓切屑控制，是指在切削加工中采取适当的措施来控制切屑的卷曲、流出与折断，使形成“可接受”的良好屑形。切削力 (一切削力的来源金属切削时，刀具切入工件，使被加工材料发生变形并成为切屑所需的力，称为切削力。切削力来源于三个方面： 1克服被加工材料对弹性变形的抗力2．克服被加工材料对塑性变形的抗力3．克服切屑对前刀面的摩擦力和刀具后刀面对过渡表面与已加工表面之间的摩擦力。（）切削功率1．单位切削力切削功率Pm=(FzVc+Fx*nw*f/1000)×10-3 3．单位切削功率 切削力1．工件材料2．切削用量3．刀具几何角度4．其它因素1）刀具棱面：应选较小宽度,使Fy减小。（2）刀具圆弧半径：增大，切削变形、摩擦增大，切削力增大。（3）刀具磨损：后刀面磨损增大，刀具变钝，与工件挤压、摩擦增