金属切削的基本过程1.3金属切削过程

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1、金属切削的基本过程1.3金属切削过程1.3.1切削层的变形1.3.2切削变形的衡量方法1.3.3切屑的种类与变形规律1.3.4刀-屑接触区的变形与摩擦1.3.5刀-工接触区的变形与加工质量【金属切削过程】刀具从工件表面切除多余金属，从切屑形成开始到加工表面形成为止的完整过程。返　回1.3.1切削层的变形1.3.1.1第一变形区1.3.1.2第二变形区1.3.1.3第三变形区【切削层】切削过程中，刀具切削刃的一个单一动作，或一个单程，或指只产生一圈（层）过渡表面，所切除的工件材料层。返　回切削层的变形在金属压缩实验中，当金属试件受挤压时，在其内部产生主应力的同时，还将在与作用力大

2、致成45°方向的斜截面产生最大切应力，在切应力达到屈服强度时将在此方向剪切滑移。金属刀具切削时相当于局部压缩金属的压块，使金属沿一个最大剪应力方向产生滑移。当切屑层达到切削刃OA（OA代表始滑移面）处时，切应力达到材料屈服强度，产生剪切滑移，切削层移到OM面上，剪切滑移终止，并离开切削刃后形成了切屑，然后沿前面流出返　回侧面方格变形观察法切削层的金属变形三个变形区：第一变形区（剪切滑移）第二变形区（纤维化）第三变形区（纤维化与加工硬化）。返　回切削层金属的变形过程返　回1.3.1.1第一变形区始滑移面OA与终滑移面OM之间的变形区称为第一变形区，宽度很窄(约0.02～0.2mm

3、)，故常用OM剪切面亦称滑移面来表示，它与切削速度的夹角称为剪切角φ。返　回I区变形特点沿着滑移线的剪切变形，以及随之产生的加工硬化要点1.3.1.2第二变形区当切屑沿前面流出时，由于受到前面挤压和摩擦作用，在前面摩擦阻力的作用下，靠近前面的切屑底层金属再次产生剪切变形。使切屑底层薄的一层金属流动滞缓，流动滞缓的一层金属称为滞流层，这一区域又称为第二变形区。返　回1.3.1.3第三变形区工件已加工表面受到钝圆弧切削刃的挤压和后面的摩擦，使已加工表面内产生严重变形，已加工表面与后面的接触区称为第三变形区。返　回1.3.2切削变形的衡量方法1变形系数2剪应变3剪应变与变形系数的关系

4、4剪切角一、切屑的形成过程1．变形区的划分2．切屑的受力分析四、积屑瘤的形成及其对切削过程的影响1．积屑瘤的形成及其影响积屑瘤的产生及其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与切削速度有密切关系，因为切削过程中产生的热是随切削速度的提高而增加的。2．积屑瘤对切削过程的影响（1）使刀具前角变大（2）使切削厚度变化（3）使加工表面粗糙度增（4）对刀具寿命的影响积屑瘤对切削过程的影响有积极的一面，也有消极的一面。精加工时必须防止积屑瘤的产生，可采取的控制措施有：（2）使用润滑性能

5、好的切削液，目的在于减小切屑底层材料与刀具前刀面间的摩擦。（1）正确选用切削速度，使切削速度避开产生积屑瘤的区域。（3）增大刀具前角，减小刀具前刀面与切屑之间的压力。（4）适当提高工件材料硬度，减小加工硬化倾向。五、影响切屑变形的因素1．工件材料工件材料强度越高，切屑和前刀面的接触长度越短，导致切屑和钢刀面的接触面积减小，前刀面上的平均正应力增大，前刀面与切屑间的摩擦系数减小，摩擦角β减小，剪切角φ增大，变形系数将随之减小。增大刀具前角γo，剪切角φ将随之增大，变形系数将随之减小；但γo增大后，前刀面倾斜程度加大，切屑作用在前刀面上的平均正应力σav减小，使摩擦角β和摩擦系数μ

6、增大而导致φ减小。由于后一方面影响较小，还是随的γo增加而减小。2．刀具前角γ03．切削速度Vc在无积屑瘤产生的切削速度范围内，切削速度越大，变形系数越小。主要是因为塑性变形的传播速度较弹性变形慢，切削速度越高，切削变形越不充分，导致变形系数下降。此外，提高切削速度还会使切削温度增高，切屑底层材料的剪切屈服强度τs因温度的增高而略有下降，导致前刀面摩擦系数μ减小，使变形系数下降。在无积屑瘤的切削速度范围内，切削层公称厚度越大，变形系数越小。4．切削层公称厚度返　回1.3.3切屑的种类与变形规律返　回切屑变形规律1带状切屑（最常见,切削塑性金属材料，切厚小，V大，r0大时）2挤裂

7、切屑（低速，切厚大r0小时）3单元切屑（较少见）4崩碎切屑（加工脆性材料时，尽量避免）要点1金属切削原理内容提要1.4切削力1.5切削热和切削温度1.6刀具磨损和刀具耐用度1.7工件材料的切削加工性1.8切削条件的合理选择重点与难点切削力、切削功率的计算刀具磨损和耐用度作业返　回1.4切削力【切削力】切削时，刀具切入工件，使被加工材料变形成为切屑所需的力。【来源】加工材料的弹塑性变形抗力和切屑工件表面对刀具表面的摩擦力。【意义】研究切削力对刀具、夹具的设计和使用具有重要的意义。1.4.1切削