切削变形.PPT

金属切削过程与金属受压缩过程比较： 切削过程中产生的诸现象均与金属层变形密切相关。为了进一步分析研究切削层变形的特殊规律,通常把切削刃作用部位的金属层划分为三个变形区： 变形系数ξ 变形系数的计算  由上式可知：φ越小，γo越小，则ξ越大，表示切出的切屑越厚越短，变形越大。该方法简便，但很粗略，有时不能反映剪切变形的真实情况，因而有必要研究标志变形程度的其他方法。 相对滑移ε 相对滑移ε的计算 （一）总切削力的来源、分力及其合力 作用在前刀面上的弹、塑性变形抗力 Fnγ 和摩擦力 Ffγ ,合力为Frγ ； （二）计算切削力、背向力、进给力的经验公式 （三）切削功率与单位切削功率 3.切削功率与单位切削功率 切削热和由此产生的切削温度是切削过程中产生的又一重要的物理现象。它们直接影响刀具的磨损和刀具寿命，并影响工件的加工精度和表面质量。 （二）切削温度 切削温度的测量 切削温度的测量 3.扩散磨损 刀具与切屑、工件接触处由于高温作用，双方化学元素在固态下互相扩散，使刀具材料的成分、结构改变造成的磨损。 切削温度越高扩散越快；刀具工件材料亲合力越大，扩散越快；高速切削时扩散磨损是刀具磨损的主要原因。 刀具磨损与刀具寿命 （二）刀具磨损的原因 3.扩散磨损 a）元素分布 b）WC+Co扩散 c）Ti+Ta+ WC +Co扩散 刀具磨损与刀具寿命 （二）刀具磨损的原因 4.相变磨损 当刀具上最高温度超过刀具材料的相变温度时，刀具表面金相组织发生变化，如马氏体组织转变为奥氏体，使硬度下降，磨损加剧。 工具钢刀具在高温时易产生相变磨损。它们的相变温度为：合金工具钢为300℃~350℃，高速钢为550℃~600℃。相变磨损严重时会造成刀面的塌陷和切削刃卷曲。 刀具磨损与刀具寿命 （二）刀具磨损的原因 5.氧化磨损 当切削温度达700℃~800℃时，空气中的氧便与硬质合金中的Co及WC、TiC等发生氧化作用，产生较软的氧化物（如Co3O4、CoO、TiO2等），被切屑或工件擦掉而形成磨损。 刀具磨损与刀具寿命 （二）刀具磨损的原因 温度对磨损的影响 1-粘结磨损 2-磨粒磨损 3-扩散磨损 4-相变磨损 5-氧化磨损 刀具磨损与刀具寿命 （二）刀具磨损的原因 积屑瘤脱落时引起大面积剥落； 刀具材料硬度低、韧性差； 刀具几何参数和切削用量选择不合理导致切削力过大、切削温度过高； 在焊接或刃磨时因骤冷骤热而产生内应力或裂纹； 操作、保管不当等。 6.刀具非正常磨损原因 主要是由于机械冲击力或热效应作用造成的。 非正常磨损使刀具寿命大大降低，甚至报废。因此，应及时找出原因，并采取措施加以解决。 刀具磨损与刀具寿命 （二）刀具磨损的原因 （三）刀具磨损过程和磨钝标准 1.刀具磨损过程 （1）初期磨损阶段（I段） 与刀具刃磨质量有关 （2）正常磨损阶段（Ⅱ段） VB与切削时间近似正比斜率表示磨损强度。 （3）急剧磨损阶段（Ⅲ段） 切削力、温度急升，刀具磨损加剧，之前换刀。 刀具磨损过程曲线 刀具磨损与刀具寿命 在使用刀具时，应该控制刀具在产生急剧磨损前必须重磨或更换新切削刃。这时刀具的磨损量称为磨钝标准或磨损限度。 由于后刀面磨损最常见，且易于控制和测量。因此，规定将后刀面上均匀磨损区平均磨损量允许达到的最大值VB作为刀具的磨钝标准。加工条件不同，磨钝标准VB值也不同。使用时可参考有关手册选取。 2.刀具磨损标准 刀具磨损与刀具寿命 小厂、有经验工人根据一些现象来判断刀具是否磨钝； ISO标准规定以1/2 ap处的VB值作为刀具的磨钝标准； 自动化精加工刀具，以径向磨损量NB作为磨钝标准。 刀具磨钝标准的选择 刀具磨损与刀具寿命 2.刀具磨损标准 刀具磨钝标准的选择 刀具磨损与刀具寿命 在不同的加工条件下，磨钝标准的具体数值是不同的。 切削难加工材料（如高温合金、不锈钢、钛合金等）一般应取较小的VB值，加工一般材料，可取VB值大些。 系统刚性差时，取较小VB值。 高速钢刀具VB值较大；硬质合金刀具VB值较小。 加工精度和表面质量要求高时，取较小的VB值。 加工大型工件时，为避免频繁换刀，取较大的VB值。 2.刀具磨损标准 刀具刃磨后开始切削到磨损量达到磨钝标准为止的切削时间。 （四）刀具寿命 1.刀具寿命T 刀具从开始使用到报废为止的总切削时间。 刀具总寿命＝刀具寿命×刃磨次数 2.刀具总寿命 刀具磨损与刀具寿命 通过单因素刀具磨损实验，即固定其他条件，分别改变vc、f及ap做刀具磨损实验，得出磨损曲线，根据已