切削原理培训教学PPT课件.ppt

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(3)工件材料P54 材料的强度与硬度增大时,单位切削力增大,因此切削热增多,切削温度升高。 导热系数影响材料的传热,因此导热系数大,产生的切削温度低。 例如,低碳钢,强度与硬度较低,导热系数大,产生的切削温度低。 不锈钢与45钢相比,导热系数小,因此切削温度比45钢高。 (4)切削液 切削液对切削温度的影响,与切削液的导热性能、比热、流量、浇注方式以及本身的温度都有很大关系。 切削液的导热性越好,温度越低,则切削温度也越低。 从导热性能方面来看,水基切削液优于乳化液,乳化液优于油类切削液。 2.2.3 刀具磨损与耐用度 1.刀具的磨损形式 (1)前刀面磨损 ①、特点: 在前刀面上离切削刃小段距离有一月牙洼,随着磨损的加剧,主要是月牙洼逐渐加深,洼宽变化并不是很大。磨损程度用洼深KT表示。 (2)后刀面磨损 ①、特点: 在刀具后刀面上出现与加工表面基本平行的磨损带。 ②、C、B、N三个区 C区是刀尖区,由于散热差,强度低,磨损严重,最大值VC; B区处于磨损带中间,磨损均匀,最大磨损量VBmax; N区处于切削刃与待加工表面的相交处,磨损严重,磨损量以VN表示,此区域的磨损也叫边界磨损, 加工铸件、锻件等外皮粗糙的工件时, N区区域容易磨损。 (3)破损 刀具破损比例较高,硬质合金刀具有50%~60%是破损。特别是用脆性大的刀具连续切削或加工高硬度材料时,破损较严重。它又分为以下几种形式: ①、崩刃 特点是在切削刃产生小的缺口,尺寸与进给量相当。硬质合金刀具连续切削时容易产生。 ②、剥落 特点是前后刀面上平行于切削刃剥落一层碎片,常与切削刃一起剥落。陶瓷刀具端铣常发生剥落,另外硬质合金刀具连续切削也发生。 ③、裂纹 特点是垂直或倾斜于切削刃有热裂纹。由于长时间连续切削,刀具疲劳而引起。 ④、塑性破损 特点是刀刃发生塌陷。是由于切削时高温高压作用引起的。 2 . 刀具的磨损原因: (1)硬质点磨损 (2)粘结磨损 (3)扩散磨损 (4)氧化磨损 (5)相变磨损 (1)硬质点磨损 因为工件材料中含有一些碳化物、氮化物、积屑瘤残留物等硬质点杂质,在金属加工过程中,会将刀具表面划伤,造成机械磨损。低速刀具磨损的主要原因是硬质点磨损。 (2)粘结磨损 加工过程中,切屑与刀具接触面在一定的温度与压力下,产生塑性变形而发生冷焊现象后,刀具表面粘结点被切屑带走而发生的磨损。一般,具有较大的抗剪和抗拉强度的刀具抗粘结磨损能力强,如高速钢刀具具有较强的抗粘结磨损能力。 (3)扩散磨损 由于切削时高温作用,刀具与工件材料中的合金元素相互扩散,而造成刀具磨损。硬质合金刀具和金刚石刀具切削钢件温度较高时,常发生扩散磨损。金刚石刀具不宜加工钢铁材料。一般在刀具表层涂覆TiC、TiN、Al2O3等,能有效提高抗扩散磨损能力。 (4)氧化磨损 硬质合金刀具切削温度达到700o~800o时,刀具中一些C、CO、TiC等被空气氧化,在刀具表层形成一层硬度较低的氧化膜,当氧化膜磨损掉后在刀具表面形成氧化磨损。 (5)相变磨损 在切削的高温下,刀具金相组织发生改变,引起硬度降低造成的磨损。 总的来说,刀具磨损可能是其中的一种或几种。对一定的刀具和工件材料,起主导作用的是切削温度。在低温区,一般以硬质点磨损为主;在高温区以粘结磨损、扩散磨损、氧化磨损等为主。 积屑瘤对金属切削过程产生的影响问题? (1)实际刀具前角如何变化? (2)实际切削厚度如何变化? (3)加工后表面粗糙度如何变化? (4)切削刀具的耐用度如何变化? (1)实际刀具前角增大 刀具前角γo指前刀面与基面之间的夹角,其概念将在后节详细论述。如图所示,由于积屑瘤的粘附,刀具前角增大了一个γb角度,如把切屑瘤看成是刀具一部分的话,无疑实际刀具前角增大,现为γo + γb 。 刀具前角增大可减小切削力,对切削过程有积极的作用。而且,切削瘤的高度Hb 越大,实际刀具前角也越大,切削更容易。 (2)实际切削厚度增大 由图2-9可以看出,当切削瘤存在时,实际的金属切削层厚度比无切削瘤时增加了一个△hD,显然,这对工件切削尺寸的控制是不利的。值得注意的是,这个厚度△hD的增加并不是固定的,因为切削瘤在不停变化,它是一个产生,长大,最后脱落的周期性变化过程,这样可能在加工中产生振动。 (3)加工后表面粗糙度增大 积屑瘤的变化不但是整体,而且积屑瘤本身也有一个变化过程。积屑瘤的底部一般比较稳定,而它的顶部极不稳定,经常会破裂,然后再形成。 破裂的一部分随切屑排除,另一部分留在加工表面上,使加工表面变得非常粗糙。可以看出,如果想提高表面加工质量,必须控制积屑瘤的发生。 (4)切削刀具的耐用度降低 从积屑瘤在刀具上的粘附来看,积屑瘤应该对刀具有保护作用,它代替刀具切

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