金属切削原理与刀具重点

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1、金属切削原理与刀具重难点陈宇2021/7/241课程宗旨掌握机械制造技术的基础知识、基本理论和基本方法。通过本课程学习及实践环节训练，培养分析和解决机械制造工程问题基本能力。了解机械制造领域的最新成就和发展趋势。2切削用量切削速度（υc）：刀刃上选定点相对于工件的主运动速度称为切削速度。进给量（f）：工件或刀具每转或每一行程时，工件和刀具在进给运动方向的相对位移量。背吃刀量（ap）：它是在与主运动和进给运动方向所组成的平面相垂直的方向上测量的工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离。3主运动：使工件与刀具产生相对

2、运动而进行切削的最主要的运动。主运动特点是运动速度最高，消耗功率最大。主运动一般只有一个。进给运动：保证金属的切削能连续进行的运动。进给运动的特点是运动速度低，消耗功率小。进给运动可以有几个，可以是连续运动，也可以是间歇运动。4如图的外圆的车削运动。υc为切削刃某点切削速度，υf为同一点的进给运动速度，υe为两个运动的合成速度。外圆车削的切削运动与加工表面51．车削切削层参数（1）切削层公称厚度hD：在主切削刃选定点的基面内，垂直于过渡表面的切削层尺寸。切削层截面的切削厚度为：hD＝fsinκr6（2）切削层公称

3、宽度bD切削层公称宽度bD：在主切削刃选定点的基面内，沿过渡层表面度量的切削层尺寸切削层截面的公称切削宽度为：bD＝ap/sinκr72.1.2切削过程金属在加工过程中会发生剪切和滑移，图2-4表示了金属的滑移线和流动轨迹，其中横向线是金属流动轨迹线，纵向线是金属的剪切滑移线。8图2-5表示了金属的滑移过程。由图可知，金属切削过程的塑性变形通常可以划分三个变形区。91．金属切削过程的变形（1）第一变形区：切削层金属从开始塑性变形到剪切滑移基本完成的过程区。OA与OM之间的区域就是第一变形区Ⅰ。第一变形区是金属切削

4、变形过程中最大的变形区，在这个区域内，金属将产生大量的切削热，并消耗大部分功率。此区域较窄，宽度仅0.02～0.2㎜。10（2）第二变形区产生塑性变形的金属切削层材料经过第一变形区后沿刀具前刀面流出，在靠近前刀面处形成第二变形区。在这个变形区域，由于切削层材料受到刀具前刀面的挤压和摩擦，变形进一步加剧，材料在此处纤维化，流动速度减慢，甚至停滞在前刀面上。而且，切屑与前刀面的压力很大，高达2～3GPa，由此摩擦产生的热量也使切屑与刀具面温度上升到几百度的高温，切屑底部与刀具前刀面发生粘结现象。11粘结现象时的摩擦状

5、况12（3）第三变形区金属切削层在已加工表面受刀具刀刃钝圆部分的挤压与摩擦而产生塑性变形部分的区域。13刀刃钝圆情况下已加工表面的形成过程切屑经过刀刃钝圆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△h，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。142．积屑瘤的形成及对加工影响概念：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

6、常粘结一块剖面呈三角状的硬块，这块金属被称为积屑瘤。15积屑瘤的成因：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2-9所示。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。16积屑瘤对金属切削过程产生的影响：（1）实际刀具前角增大（2）实际切削厚度增大（3）加

7、工后表面粗糙度增大（4）切削刀具的耐用度降低17（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。18（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。

8、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。19（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