环保型水基合成切削液配方优化设计与研制

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1、武汉理工大学硕士学位论文何种方式刃磨，刀刃总会有一钝圆半径y疗。一般高速钢刃磨后r疗为3．101ma，硬质合金刀具磨后约18．329m，如采用细粒金刚石砂轮磨削，r刀最小可达到3-6J．am。另外，刀刃切削后就会产生磨损，增加刀刃钝圆。图1．5表示了考虑刀刃钝圆情况下已加工表面的形成过程。当切削层以一定的速度接近刀刃时，会出现剪切与滑移，金属切削层绝大部分金属经过第二变形区的变形沿终滑移层OM方向流出，由于刀刃钝圆的存在，在钝圆O点以下有一少部分厚△a的金属切削层不能沿OM方向流出，被刀刃钝圆挤

2、压过去，该部分经过刀刃钝圆B点后，受到后刀面BC段的挤压和摩擦，经过BC段后，这部分金属开始弹性恢复，恢复高度为Ah，在恢复过程中又与后刀面CD部分产生摩擦，这部分切削层在OB，BC，CD段的挤压和摩擦后，形成了已加工表面的加工质量。所以说第三变形区对工件加工表面质量产生很大影响。以上对金属切削层在切削过程中三个变形区域变形的特点进行了介绍，如果将这三个区域综合起来，当金属切削层进入第一变形区时，金属发生剪切滑移，并且金属纤维化，该切削层接近刀刃时，金属纤维更长并包裹在切削刃周围，最后在O点断裂

3、成两部分，一部分沿前刀面流出成为切屑，另一部分受到刀刃钝圆部分的挤压和摩擦成为已加工表面，表面金属纤维方向平行已加工表面，这层金属具有与基体组织不同的性质。图1．4切屑与前刀面的摩擦图1．5加工表面的形成过程2)积屑瘤的形成及对加工影响[31在一定的切削速度和保持连续切削的情况下，加工塑性材料时，在刀具前刀面常粘结一块剖面呈三角状的硬块，这块金属被称为积屑瘤。4武汉理工大学硕士学位论文积屑瘤的形成可以根据第二变形区的特点来解释。当金属切削层从终滑移面流出时，受到刀具前刀面的挤压和摩擦，切屑与刀具

4、前刀面接触面温度升高，挤压力和温度达到一定的程度时，就产生粘结现象，也就是常说的“冷焊”。切屑流过与刀具粘附的底层时，产生内摩擦，这时底层上面金属出现加工硬化，并与底层粘附在一起，逐渐长大，成为积屑瘤，如图1-6所示。厂笋黛图1-6积屑瘤对加工影响积屑瘤的产生与不但与材料的加工硬化有关，而且也与刀刃前区的温度和压力有关。一般材料的加工硬化性越强，越容易产生积屑瘤；温度与压力太低不会产生积屑瘤，温度太高也不会产生积屑瘤。与温度相对应，切削速度太低不会产生积屑瘤，切削速度太高，积屑瘤也不会发生，因为

5、切削速度对切削温度有较大的影响。积屑瘤硬度很高，是工件材料硬度的2．3倍，能同刀具一样对金属进行切削。它对金属切削过程会产生如下影响。(1)实际刀具前角增大刀具前角yD指刀面与基面之间的夹角，如图1-6所示，由于积屑瘤的粘附，刀具前角增大了一个Y6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rD+y6。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1．6可以看出，当切削瘤存在时，实际的金

6、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。武汉理工大学硕士学位论文(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

7、，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，它代替刀具切削，减少了刀具磨损。但积屑瘤的粘附是不稳定的，它会周期性的从刀具上脱落，当他脱落时，可能使刀具表面金属剥落，从而使刀具磨损加大。对于硬质合金刀具这一点表现尤为明显。1．1．3影响切削变形的因素前面对金属切削变形的特点作了介绍，这节将对影响金属切削变形的因素进行分睁71。主要从工件材料、刀具几何参数、切削厚度和切削速度四个方面进行介绍。1)工件材料通过试验，可以发现工件材料强度和切

8、屑变形有密切的关系，随着工件材料强度的增大，切屑的变形越来越小。2)刀具几何参数在刀具几何参数中，刀具前角是影响切屑变形的重要参数，刀具前角影响切屑流出方向。由图1．5可以看到，当刀具前角J，D增大时，沿刀面流出的金属切削层将比较平缓的流出，金属切屑的变形也会变小。在同样的切削速度下，刀具前角rD愈大，材料变形系数愈小。此外刀尖圆弧半径对切削变形也有影响，刀尖圆弧半径越大，表明刀尖越钝，对加工表面挤压也越大，表面的切削变形也越大。3)切削速度由图1．7可以看出，随切削速度变化的材料变形系数曲线并