一篇机械制造工程学金属切削过程.ppt

第二章 金属的切削过程 一、概述 二、切削变形区 三、切削的变形及影响因素 变形系数： 三、切削的变形及影响因素 2. 相对滑移： 三、切削的变形及影响因素 3. 剪切角Ф： 影响切削变形的因素： 工件材料： 四、切屑的类型 带状切屑： 四、切屑的类型 挤裂切屑：（节状切屑） 四、切屑的类型 单元切屑： 四、切屑的类型 蹦碎切屑： 五、积屑瘤 控制措施： 提高前刀面的前角； 提高工件的硬度，降低塑性； 采用合适的切削液； 避开积屑瘤产生的速度范围。 * 刀具挤压工件，产生变形 滑移 挤裂 切离 第一变形区：（基本变形区） OA~OM之间的区域，是切削过程中的主要变形区，是切削力和切削热的主要来源。 主要特征： 剪切面的滑移变形 第二变形区： 切屑底层与前刀面之间的摩擦变形区。主要影响切屑的变形和积屑瘤的产生。 第三变形区 第二变形区 第一变形区 第三变形区： 工件已加工表面与刀具后刀面之间的挤压、摩擦变形区域。 造成工件表面的纤维化与加工硬化。 该区域对工件表面的残余应力以及后刀面的磨损有很大的影响。 剪切角Φ：剪切面与切削速度方向间的夹角称为剪切角。当切削速度增大时，OA与OM会慢慢靠近， Φ减小。 厚度变形系数： 长度变形系数： 根据体积不变原理数： 刀具角度： 切削速度： 工件塑性↗ 延伸率δ ↗ ξ ↗ γO ↗ ξ↙ vc ↗ ξ↙ ④ 摩擦系数： β ↗ μ↗ Φ↙ Ф↗ ξ ↗ 产生条件： 切削塑性材料、切削速度高、切削厚度较小、前角大。 形状： 连绵不断呈带状，切屑底面很光滑而背面呈毛茸状。 形成原因： 切速高，切削层未及充分变形即变为切屑，剪切面上的应力还未达到破坏值，因此只有塑性滑移而无断裂；前角大，则刀具锋利；hD小则切削力小。故易得带状切屑。 特点： 切削过程变形小，切削力小且稳定；已加工表面粗糙度低。对生产安全有危害。 切屑的形成 形状： 宏观上自然连接，但外表面呈锯齿形，如竹节状。 产生条件： 切削塑性材料、切削速度中等、切削厚度较厚、前角较小。 形成原因： 切削层经过充分变形全过程，最后被挤裂。 特点： 切屑冷硬度高，脆且易断，便于处理； 变形相对较大，切削力波动较大，易产生振动； 已加工表面粗糙度较高。 形状： 切屑沿挤裂面完全断开成单元状。 产生条件： 材料塑性很差、切速低、hD大、前角小。 形成原因： 整个剪切面上剪应力超过材料的破坏强度极限。 特点： 切削力波动很大，有振动；已加工表面非常粗糙，且有振纹。 形状： 切屑呈不规则的碎块状。 产生条件： 切削脆性材料。 形成原因： 材料塑性差，抗拉强度低，受前刀面挤压时几乎没有塑性变形便脆断成不规则的碎块。 特点： 切削过程不平稳，切削力波动大，有冲击，振动大，已加工表面粗糙。 “在一定的温度和压力下,切削塑性金属时,切屑底层与前刀面粘结发生冷焊现象,使一部分切屑粘结在前刀面上,形成积屑瘤”。 特点： 硬度是工件材料的2~3.5倍，可以代替刀具切削。 周而复始的生长、脱落。 产生条件： 切削塑性材料。 切削区的温度、压力和界面状况符合在刀面上发生冷焊的条件。 对切削过程的影响： 积屑瘤代替刀刃进行切削，保护了刀刃，增大了前角。 积屑瘤使切削厚度增大。 积屑瘤形状不规则，频繁生长脱落，影响尺寸精度和表面质量。 故： 粗加工时可人为控制积屑瘤的生长，使积屑瘤能稳定存在。 精加工时应抑制积屑瘤的产生。 * *