第5章金属切削基本理论的应用.ppt

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1、第五章金属切削基本理论的应用金属切削加工及装备——第五章第一节切屑控制一、切屑形状的分类根据ISO规定、并由我国生产工程学会切削专业委员会推荐的国标GB/T16461—1996的规定，切屑的形状与名称分为八类，如表5-1所列。切屑形状有：带状、管状、盘旋状、环形螺旋、锥形螺旋、弧形、单元、针形。二、切屑的流向、卷曲和折断切屑的流向为了不损伤已加工表面和方便处理切屑，必须有效地控制切屑的流。由于切屑流向是垂直于各切削刃的方向，因此最终切屑的流向是垂直于主副切削刃的终点连线方向，通常该流出方向与正交平面夹角为ηc，ηc称为

2、流屑角。刀具上影响流屑方向的主要参数是λs。流屑角刃倾角对切屑流向的影响切屑的卷曲机理切屑的卷曲是由于切屑内部变形或碰到断屑槽等障碍物造成的。通常未遇障碍时切屑也会由于内部应力和温度作用自行卷曲遇到障碍时卷曲a)变形差引起b)力矩引起c)断屑器作用引起切屑卷曲机理切屑的折断机理切屑经第I、第II变形区的严重变形后，硬度增加，塑性降低，性能变脆。当切屑经变形自然卷曲或经断屑槽等障碍物强制卷曲产生的拉应变超过切屑材料的极限应变值时，切屑即会折断。切屑折断时的受力及弯曲三、断屑措施磨制断屑槽断屑槽的形式断屑槽的位置改变切削用

3、量在切削用量参数中，对断屑影响最大的是进给量f，其次是背吃刀量ap，最小为切削速度vc。进给量增大，使切屑厚度hch增大，当受到碰撞后切屑容易折断。背吃刀量增大时对断屑影响不明显，只有当同时增加进给量时，才能有效地断屑。改变刀具角度主偏角kr是影响断屑的主要因素。主偏角kr增大，切屑厚度hch增大，容易断屑。断屑良好的车刀均选取较大的主偏角＞60º刃倾角λs使切屑流向改变后，使切屑碰到加工表面上或刀具后面上造成断屑。其它断屑方法附加断屑装置：为了使切屑流出时可靠断屑，可在前刀面上固定附加断屑挡块，使流出切屑碰撞挡块而折

4、断。间断进给断屑采用振动切削装置，使切削厚度变化，获得不等截面切屑，在狭小截面处断屑。金属切削加工及装备——第五章第二节工件材料的切削加工性一、切削加工性的概念及评定指标切削加工性是指工件材料被切削加工的难易程度切削加工性的标志方法有如下几个：考虑生产和刀具耐用度的标志方法考虑已加工表面质量的标志方法考虑安全生产和工作稳定性的标志方法某材料被切削时，刀具的耐用度大，允许的切削速度高，表面质量易保证，切削力小，易断屑，则这种材料的切削加工性好；反之，切削加工性差。通常用来衡量材料切削加工性的指标为一定耐用度下的切削速度v

5、T含义是：当刀具耐用度为T时，切削某种材料所允许的切削速度vT。νT越高，加工性越好。通常以强度σb=0.637GPa的45钢的v60作为基准，写作(v60)j；而把其它各种材料的v60同它相比，这个比值Kv称为相对加工性，即Kv＝v60/(v60)j当Kv＞1时，表示该材料比45钢易切削当Kv＜1时，表示该材料比45钢难切削金属材料的物理力学性能硬度和强度：常温以及高温的硬度和强度高、硬质点多，切削加工性差塑性、冲击韧性：材料的塑性和韧性高，刀具容易磨损，切削加工性差；若是过低，刀具切削刃破损加剧和工件已加工表面质量

6、下降。过大或过小，均使其切削加工性变差导热性好，切削加工性好，但加工尺寸精度会发生变化导热性差，加工性差。二、影响切削加工性的因素材料的化学成分Cr、Ni、V、Mo、W、Mn等提高钢的强度和硬度，使其切削加工性差Si、Al与氧化合后使刀具磨损加快合金元素（如镍Ni）降低导热系数Pb[铅]、P[磷]、S[硫]等降低塑性（发生热脆、冷脆现象），改善切削性碳的石墨化使切削加工性变好（硬度下降、润滑性变好）Fe4C3使硬度增加，磨损加快金相组织钢的金相组织：铁素体、奥氏体易粘结；珠光体加工性好；索氏体、马氏体硬度、强度高，加工

7、性差铸铁的金相组织：灰口铁、白口铁、麻口铁、球墨铸铁性能各异三、改善难加工材料切削加工性的途径调整材料化学成分调整材料化学成分也是改善其切削加工性的重要途径。如钢中加S、P、Pb、Ca等元素；铸铁中加Si、Al等元素。合理选择材料的供应状态通过适当热处理用热处理方法改变材料金相组织，低碳钢正火，高碳钢、工具钢退火选用易切削钢合理选择刀具材料、刀具几何参数、切削用量采用新的切削加工技术金属切削加工及装备——第五章第三节切削液及其选用一、切削液的功用在切削过程中，合理使用切削液可以减小切削力和降低切削温度，改善刀-工、刀-

8、屑之间摩擦状况，从而改善已加工表面质量，延长刀具寿命，降低动力消耗。切削液应具有抗泡性、抗霉菌变质能力，不污染环境、对人体无害，使用经济性合理。冷却作用：切削液是以热传导、对流和汽化等方式，把切屑、工件和刀具上的热量带走，降低了切削温度，起到冷却作用，减小了工艺系统的热变形，减少了刀具磨损。切削液冷却性能的好坏取决于导热系数、比热