金属切削过程

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1、第二章金属切削的基本规律及其应用1本章要点切削过程三个变形区分析切削力及其影响因素切削热与切削温度积屑瘤、残余应力和加工硬化刀具磨损与刀具寿命切削用量的选择刀具几何参数选择2第一节金属切削过程中的变形3种类：影响切屑形状的因素:工件材料、切削速度、进给量、刀具角度切屑形状对加工过程的影响:切削过程平稳性、表面质量一、切屑的种类及其变化带状切屑挤裂切屑单元切屑崩碎切屑带状，底面光滑，背面呈毛茸状节状，底面光滑有裂纹，背面呈锯齿状底面已不光滑，呈粒状金属块的堆砌不规则块状颗粒4一、切屑的种类及其变化

2、形成条件影响名称简图材料塑性大中小脆性切削速度较高，进给量较小，刀具前角较大切削速度较低，进给量较大，刀具前角较小切削速度较低刀具前角较小切削过程平稳，表面粗糙度小，妨碍切削工作，应设法断屑切削过程欠平稳，表面粗糙度欠佳切削力波动较大，切削过程不平稳，表面粗糙度不佳切削力波动大，有冲击，表面粗糙度恶劣，易崩刀带状切屑挤裂切屑单元切屑崩碎切屑切屑类型及形成条件5切屑类型切屑类型带状切屑挤裂切屑节状切屑崩碎切屑切屑形态照片6切屑类型切屑控制为使切削过程正常进行和保证已加工表面质量，应对切屑进行控制—

3、—卷曲和折断。切屑的卷曲是切屑基本变形或经过卷屑槽使之产生附加变形的结果切屑的卷曲断屑的产生断屑是对已变形的切屑再附加一次变形（常需有断屑装置）7切屑根部金相照片M刀具切屑OA终滑移线始滑移线：τ=τsΦ剪切角二、切削层金属的变形金属切削变形过程Real8第Ⅰ变形区：即剪切变形区，金属剪切滑移，成为切屑。金属切削过程的塑性变形主要集中于此区域。特征：剪切滑移，晶粒拉长ⅠⅢⅡ第Ⅲ变形区：已加工面受到后刀面挤压与摩擦，产生变形。特征：晶粒纤维化方向与已加工表面平行此区变形是造成已加工面加工硬化和残余

4、应力的主要原因。包括：塑性变形、弹性变形；弹性变形（已加工表面）回弹1三个变形区第Ⅱ变形区：靠近前刀面处，切屑排出时受前刀面挤压与摩擦,使靠近前刀面的的晶粒进一步剪切滑移。特征：晶粒剧烈剪切滑移呈纤维状，纤维化方向与前刀面平行此变形区的变形是造成前刀面磨损和产生积屑瘤的主要原因。二、切削层金属的变形切削部位三个变形区MOA9MOA二、切削层金属的变形102第一变形区内金属的剪切变形工件上P点，在v下，向切削刃逼近挤压应力增加到达1点，沿OA滑移12，强化，增加；挤压应力增加，滑移23——材料内部

5、的最大剪应力——许用剪应力OA—始滑移OM—终滑移第一变形区厚度仅为0.02~0.2mm，可以看成面，称剪切面：11第一变形区内金属的剪切变形剪切角：剪切面与切削速度方向之间的夹角。晶粒纤维化方向与滑移方向不一致，成角。123变形程度的表示变形系数剪切角剪应变13切削层经塑性变形后，厚度增加，长度缩小，宽度基本不变。可用其表示切削层变的变形程度。3变形程度的表示◆厚度变形系数◆长度变形系数变形系数由于沿切屑宽度方向基本没有变形，根据体积不变原理：变形系数：一般：14剪切角剪切角越大，越小（不变）

6、，越小。前角增大，剪切角增大，变形减小。变形程度的表示15变形程度的表示剪应变既然切削过程中金属变形的主要形式是剪切滑移，当然就可以用相对滑移,来衡量切削过程的变形程度平行四边形OHNM变为OGPM16变形程度的表示几种表示变形程度的参数的比较切屑形态：对于塑性材料，从带状切屑，到挤裂切屑，到单元切屑，变形依次增大。特点：1）方便。可在现场目测。2）很粗略，只能定性分析。3）有时会造成假象：有时挤裂切屑的变形小于单元切屑（切削厚度很大时）剪切角：可定量反映变形特点：1）计算值不精确，且各种理论下

7、的计算值差别较大2）虽然可以通过实验测量，但很不方便，只能用于实验分析。变形系数：建立在将切削看成纯挤压的观点上特点：1）易测量2）由于出发点与实际差别较大（切削变形以剪切为主），故不精确。有时等于1，甚至小于1（切削耐热合金，如钛合金时）。17变形程度的表示几种表示变形程度的参数的比较剪应变：建立在纯剪切的观点上，最接近实际情况，是比较合理、精确的近似（忽略了挤压）。特点：1）在，增加，下降2）3）18三刀—屑接触区的变形与摩擦第二变形区特征:切屑底层晶粒纤维化,流速减慢,甚至滞留。切屑发生弯

8、曲温度升高19粘结区：高温高压使切屑底层软化，粘嵌在前刀面高低不平的凹坑中，形成长度为lf1的粘接区。切屑的粘接层与上层金属之间产生相对滑移，其间的摩擦属于内摩擦。沿前刀面方向：在高温高压作用下，切屑与前刀面之间既有外摩擦，也有内摩擦。两个摩擦区滑动区：切屑在脱离前刀面之前，与前刀面只在一些突出点接触，切屑与前刀面之间的摩擦属于外摩擦。三刀—屑接触区的变形与摩擦切屑与前刀面的摩擦lf2lf1v屑前刀面变形区的特点垂直于前刀面方向：切屑流速不均加工硬化两个摩擦区20前刀面变形区的特点切屑流动速度不