[工学]机械设计制造基础.ppt

三个变形区 （b）切屑形成模型 8.1.1.2 切屑的类型 （1）变形系数Λh 以上2个公式表明，剪切角φ与前角γ0变化是影响切削变形的两个主要因素。 ①如果增大前角γ0和剪切角φ，使ε、 Λh减小，则切削变形减小。 ②Λh主要从塑性压缩方面分析；而ε值主要从剪切变形考虑。ε与Λh只能近似地表示切削变形等程度。 ③ 但ε更准确 剪切角 (1) 切屑的受力分析 （2）摩擦角β (３) 剪切角φ确定 （2）摩擦角β 　①刀面与切屑接触面间摩擦系数μ： μ＝tanβ＝Ff/Fn ② 摩擦系数μ或摩擦角β亦可根据已测得的分力Fc、Fp值求得： tan（β－γ0）＝ Fp/Fc (3) 剪切角φ确定 　　　以切削中碳钢为例，从图曲线可知，低速(vc≤3m／min左右)切削时，产生的切削温度很低；较高速(vc60m／min)切削时，产生的切削温度较高，这两种情况的摩擦系数均较小，故不易形成积屑瘤。在中速(vc≈20m／min)，积屑瘤的高度达到最大值。 8.1.1.5 切削变形的变化规律 各种因素对变形的影响规律 （1）前角 1）增大前角γ，直接使剪切角φ增大 2）增大前角γ，摩擦系数μ也增大，间接使剪切角φ减小 3）综合作用，剪切角φ增大，变形系数Λh减小，因此，切屑变形减小。 (2)切削速度 切削速度vc是通过积屑瘤使剪切角φ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。 (4) 工件材料 8.1.2 切削力 ８.1.2.1 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： 车削力实验公式的建立 建立主切削力Fz实验公式的基本原理。 直线图形的对数方程为： 单位切削力p与进给量f有关，它随着进给量f增加而减小。单位切削力p不受背吃刀量ap的影响，这是因为背吃刀量改变后，切削力Fz与切削层面积AD以相同的比例随着变化。而进给量f增大，切削层面积AD随之增大，而切削力Fz增大不多。 利用单位切削力p来计算主切削力Fz较为简易直观。 （2）切削功率 （3）单位切削功率Ps 2.1.2.4 切削力的变化规律 影响切削力的因素主要有四个方面：工件材料、切削用量、刀具几何参数及其它方面的因素。 （1）工件材料的影响 工件材料是通过影响材料的剪切屈极强度τs、塑性变形、切屑与刀具间摩擦系数μ等条件影响切削力的。 强度、硬度 切削力 同强度、硬度, 如塑性 , 刀面间的摩擦变形增大,切削力 。 (2)切削用量的影响 ap↑→Ac成正比↑， kc（p)不变，（ ap的 指数约等于1），因而 切削力成正比增加 f↑→Ac成正比↑，但 kc （p)略减小， f 的 指数小于1，因而切削力增加但与f 不成正比 生产指导意义 ②切削速度 加工塑性金属时，切削速度vc对切削力的影响规律如同对切削变形影响一样，是通过影响积屑瘤与摩擦而影响切削力的。 （3）刀具几何角度的影响 ①前角 前角γ0增大，切削变形减小，切削力减小。但增大前角γ0，使三个分力Fz、Fy和Fx减小的程度不同。 ②主偏角 （2）κr对Fp、 Ff影响较大 Fp＝ FD cosκr Ff＝ FD sinκr Fp随κr 增大而减小， Ff随κr 增大而增大 ③刃倾角λs (4)其它因素的影响 1) 刀具的棱面, 2) 刀尖圆弧半径 3) 刀具磨损 4) 切削液 5) 刀具材料 8.1.3 切削热与切削温度 三、影响切削温度的主要因素 切削温度与变形功、摩擦功和热传导有关。也就是说，切削温度的高低是由产生的热和传走的热两方面综合影响的结果。做功越多、生热越多、散热越少时，切削温度越高。影响生热和散热的因素有：切削用量、刀具几何参数、工件材料和切削液等； zθ在0.3～0.5之间，yθ在0.15～0.3，xθ在0.05～0.1 结论： 切削用量↑时切削温度↑ ，其中v 对θ影响最大，进给量 f对θ的影响比v对θ 小，背吃刀量ap对θ的影响更小。 生产指导意义： 4．刀具磨损对切削温度的影响 后刀面磨损大，切削温度升高; VB达一定值影响加剧; v越 高，刀磨损对θ影响越显著 5 切削液的影响 浇切削液，↓切削温度，↓刀具磨损，↑加工质量有明显效果。 热导率和流量越