切削过程原理教程.ppt

金属切削过程的基本规律 1.1 切削变形 （c）三个变形区 1.1 切削变形 1.1.1 切屑的形成及变形特点 （b）切屑形成模型 (2)第二变形区内金属的挤压摩擦变形 1.1.2 切屑的类型 Fs按下列公式计算： (2)剪切角φ确定 （3）切屑与前刀面间的摩擦 粘结区内的摩擦系数μ计算方法如下： (4)积屑瘤 形成积屑瘤的条件主要决定于切削温度。 1.1.4 切削变形的变化规律 如图1.11以中碳钢为例。 (4) 工件材料 1.2 切削力 1.2.1 切削力的来源、合力及其分力 为了便于分析切削力的作用和测量、计算切削力的大小,通常将合力Fr在按主运动速度方向、切深方向进给方向作的空间直角坐标轴z、y、x上分解成三个分力，它们是： 图1.14（c）非自由切削 1.2.4 切削力的变化规律 (2)切削用量的影响 图1.20 切削速度vc对切削力Fz影响 （3）刀具几何角度的影响 表1.4 前角改变时切削力的修正系数Kγ0F ②主偏角 表1.5为主偏角kr对切削力的修正系数 ③刃倾角λs 1.3 切削热与切削温度 1.3.2 切削温度 1.3.3 影响切削温度的因素 1.4 刀具磨损与刀具耐用度 1.4.1 刀具磨损形式 （2）非正常磨损 在ISO标准中，供作研究用推荐的高速钢和硬质合金刀具磨钝标准为： 1.4.3 刀具磨损原因 （2）刀具耐用度试验 vc－T之间呈下列线性关系： (3)刀具耐用度合理数值的确定: ②最低生产成本耐用度Tc 上式改写为： 1.4.5 影响刀具耐用度的因素 主偏角kr改变使切削面积的形状和切削分力Fxy的作用方向改变，因而使切削力也随之变化。 由实验得到的图3.22中表明：主偏角kr在30°～60°范围内增大，由切削厚度hD的影响起主要作用，促使主切削Fz减小；主偏角约在60°~90°范围内增大，刀尖处圆弧和副前角的影响更为突出，故主切削力Fz增大。 图3.22 主偏角kr对切削力影响 表1.5 主偏角kr对切削力的修正系数KkrF 0.70 1.00 1.17 1.80 2.80 Kγ0Fx 0.70 1.00 1.17 1.80 2.80 Kγ0Fy 1.00 1.00 1.00 1.00 1.10 Kγ0Fz 灰铸铁 HT20－40 1.15 1.00 0.90 0.80 0.65 Kγ0Fx 0.85 1.00 1.25 1.60 2.00 Kγ0Fy 1.05 1.00 1.00 1.05 1.10 Kγ0Fz 45号钢 90° 75° 60° 45° 30° 主偏角kr修正系数 工件材料 由实验可知，刃倾角λs对主切削力Fz影响很小，但对切深抗力Fy、进给抗力Fx影响较显著。 刃倾角λs的绝对值增大时，使主切削刃参加工作长度增加，摩擦加剧；但在法剖面中刃口圆弧半径rβ减小，刀刃锋利，切削变形减小。上述作用的结果是使Fz变化很小。 刃倾角λs对Fy、Fx的作用如图2.23所示，当刃倾角λs由正值向负值变化时，使正压力Fn倾斜了刃倾角λs ，从而改变了合力Fr及其分力Fxy的作用方向，Fxy的切深分力Fy增大、进给分力Fx减小。通常刃倾角λs每增减l°，使切深分力Fy增减，2％～3％。 图3.23 刃倾角λs对切削力Fy、Fx影响 由此可见，从切削力观点分析，切削时不宜选用过大的负刃倾角。尤其在加工的工艺系统刚性较差情况下，往往因－λs增大Fy的作用而产生振动。 表1.6 车削45号钢时刃倾角λs对切削力修正系数K λsF 1.0 2.0 0.5 1.0 1.7 0.7 1.0 1.2 0.9 1.0 1.1 0.95 1.0 1.0 1.0 1.0 0.9 1.3 1.0 0.8 1.6 KλsFz KλsFy KλsFx 焊接车刀 （平前面） －45° －30° －10° －5° 0° +5° +10° 刃倾角λs 修正系数 车刀系数 (4)其它因素的影响 刀具的棱面,刀尖圆弧半径,刀具磨损的影响。 1.3.2 切削热的来源与传导 1.3.2 切削温度 1.3.3 影响切削温度的因素 1.3.1 切削热的来源与传导 切削是由切削功转变而来的。如图3.25所示，其中包括：剪切区变形功形成的热Qp、切屑与前刀面摩擦功形成的热Qγf、已加工表面与后刀面摩擦功形成的热Qαf。产生总的切削热Q，分别传人切屑Qch、刀具Qc、工件Qw和周围介质Qf。切削热的形成及传导关系为： Qp+Qγf+Qαf＝Qch+Qw+Qc+Qf (