[工学]第二、三节10-11-11.ppt

2.1.2刀具几何角度 一、刀具切削部分的构造 2.1.2刀具几何角度 基面Pr 通过切削刃选定点，垂直于主运动方向的平面。通常，基面应平行或垂直于刀具上便于制造、刃磨和测量的某一安装定位平面或轴 切削平面Ps 通过切削刃选定点，与主切削刃相切并垂直于基面Pr的平面即主切削刃与切削速度方向构成的平面 正交平面Po 通过切削刃选定点，同时垂直于Pr和切削平面Ps的平面 2.1.2刀具几何角度 三、刀具的标注角度 2.1.2刀具几何角度 第二节 金属切削过程中的变形 2.2.1 切屑的形成过程 以塑性材料的切屑 形成为例，金属切削区 可大致划分为： 第一变形区 第二变形区 第三变形区 2.2.1 切屑的形成过程 第一变形区 2.2.1 切屑的形成过程 第二变形区 第三变形区 2.2.2切削变形程度 2.2.2 切削变形程度 2.2.2切削变形程度 2.2.3刀-屑接触区的变形与摩擦 2.2.3刀-屑接触区的变形与摩擦 2.2.4积屑瘤的形成及其对切削过程的影响 2.2.4积屑瘤的形成及其对切削过程的影响 2.2.4积屑瘤的形成及其对切削过程的影响 2.2.4积屑瘤的形成及其对切削过程的影响 2.2.5影响切屑变形的因素 工件材料 2.2.5影响切屑变形的因素 刀具前角γ0 2.2.5影响切屑变形的因素 切削速度 2.2.5影响切屑变形的因素 切削工称厚度hD 第三节 切屑的类型及控制 3.1切屑的类型 3.1切屑的类型 3.1切屑的类型 3.2切屑的控制 “不可接受”的切屑：切削条件恶劣导致。影响主要有拉伤工件的已加工表面；划伤机床；造成刀具的早期破损；影响操作者的安全。 切屑控制：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。 “可接受”的切屑标准：不妨碍正常的加工；不影响操作者的安全；易于清理、存放和搬运。 3.2切屑的控制 切削控制的措施： 3.2切屑的控制 切削碰到工件或刀具后刀面折断 3.2切屑的控制 断屑槽的基本形式： 3.2切屑的控制 前刀面上的断屑形状 * * 二、刀具标注角度参考系 在刀具的标注角度参考系中确定的切削刃与刀面的方位角度，称为刀具标注角度。 如果切削刃是曲线或前、后刀面是曲面的情况下，定义刀具的角度时，应该用通过切削刃选定点的切线或切平面代替曲刃或曲面 外圆车刀正交平面参考的标注角度 图2－10 金属切削过程中的滑移线和流线示意图 一、切屑的形成过程 OA—始滑移线 OM—终滑移线 变形的主要特征： 剪切滑移变形 加工硬化 一般速度范围内一区宽度为 0.02～0.2mm，速度越高，宽度越小，可看作一个剪切平面 （剪切滑移区） 图2－11 第一变形区金属的滑移 切屑沿前刀面排出时进一步受到前刀面的挤压和摩擦，使靠近前刀面的金属纤维化，基本与前刀面平行 （挤压摩擦区） 已加工表面受到切削刃钝圆部分和后刀面的挤压和摩擦，产生变形与回弹，造成纤维化和加工硬化 刃前区：三个变形区汇集在切削刃附近，此处的应力集中而复杂，被切削层在此与工件本体材料分离 （挤压摩擦回弹区） 二、切削变形程度 剪切角Φ 李和谢弗公式 剪切面与切削速度方向之间的夹角 前角γ0增大时，剪切角Φ随之增大，变形减小 摩擦角β增大时，剪切角Φ随之减小，变形增大 变形前后体积不变， 用Λh表示切削层变的变形程度 切削层经塑性变形后，厚度增加，长度缩小，宽度基本不变 ◆ 厚度变形系数 ◆ 长度变形系数 变形系数 切屑与切削层尺寸 hD hch LD Lch 二、切削变形程度 相对滑移系数 当γ0 = 0～30°，Λh ≥1.5时， Λh与ε相近 ε主要反映第Ⅰ变形区的变形，Λh还包含了第Ⅱ变形区的影响 Δy Δs O M φ γ0 相对滑移系数 二、切削变形程度 滞流层： 接近前刀面的切屑底层晶粒拉长，形成与前刀面平行的纤维层，流速很慢，变形程度非常剧烈 切塑性金属时前刀面上应力分布情况： 刀-屑接触区可分两部分： 粘接区lf1: 剪切滑移，内摩擦 滑动区lf2: 滑动摩擦，外摩擦 图2－18 刀屑界面上正应力和切应力的分布 一般内摩擦力约占总摩擦力的85% 在速度不高切削塑性金属形成带状切屑的情况下，滞流层金属粘接在前刀面上，形成硬度很高的硬块，称为积屑瘤 积屑瘤的产生及成长与工件材料的性质、切削区的温度分布和压力分布有关。 塑性材料的加工硬化倾向越强，越易产生积屑瘤； 在背吃刀量和进给量f 保持一定时，积屑瘤高度Hb与切削速度vc 有密切关系，因为切削过程中