5技能训练应知篇之金属切削基本理论的应用.ppt

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1、技能训练应知篇项目五、金属切削基本知识的应用第一节切屑控制在金属切削过程中，切屑的失控，将会严重影响操作者的人身安全及机床的正常工作，可导致刀具损坏和划伤已加工表面。因此，切屑的控制是切削加工中一个十分重要的操作技能。一、切屑形状的分类生产中由于加工条件不同，所形成的切屑形态多种多样。根据ISO和国标GB/T16461—1996规定，切屑的形状与名称共分为以下八类：带状、管状、盘旋状、环形螺旋、锥形螺旋、弧形、单元、针形等，如下表5-1所列。表5-1切屑形状的分类在上表5-1中所列举的八种切屑形状中，相比之下，比较

2、理想的切屑形状是：短管状切屑（2-2）、平盘旋状切屑（3-1）、锥盘旋状切屑（3-2）、短环形螺旋切屑（4-2）和短锥形螺旋切屑，以及带防护罩的数控机床和自动机床上得到的单元切屑（7）和针形切屑（8）。其中最安全、散热效果较好的切屑形状是短屑中的“C”、“6”字形和100mm左右长度的螺旋切屑。二、切屑的流向、卷曲和折断1．切屑的流向切屑的流向用流屑角ηc表示，如图5-1所示。在通常切削情况下，刀具除了主切削刃起主要切削作用外，刀尖倒角（或圆弧）和副切削刃处也有非常少的部分参与切削，最终切屑流向垂直于主、副切削刃终点

3、连线的方向，通常，切屑的流出方向与正交平面之间的夹角被称为流屑角，以ηc表示。图5-1切屑的流屑角刀具上影响流屑方向的主要参数是刃倾角λs，因为刃倾角λs的正负对切屑作用力方向不同。如图5-2所示，刃倾角λs为负时，前刀面使切屑流向已加工表面；刃倾角λs为正时，使切屑流向待加工表面。断定刃倾角λs正负的规定：刀尖为最高点时，λs为正(λs>0º)；刀尖为最低点时，λs为负(λs<0º)；当切削刃与基面平行时，刃倾角λs为零(λs=0º)。图5-2刃倾角对切屑流向的影响2．切屑的卷曲机理切屑的卷曲是由于切屑内部变形或碰

4、到断屑槽等障碍物造成的。生产中常常采用强迫卷屑的方法，在前刀面上磨出适当的卷屑槽，或附加卷屑台，在切屑流过时，迫使它卷曲。图5-3切屑未遇阻碍形成长的带状切屑图5-4切屑在卷屑槽内形成螺旋状切屑a)变形差引起卷曲b)力矩引起卷曲c)断屑器作用引起卷曲图5-5切屑卷曲机理示意图3．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。长螺卷屑折断是由于弯曲处应力过大造成。图5-6切屑折断时的受

5、力及弯曲三、断屑措施1．磨制断屑槽在焊接式硬质合金车刀的前刀面上可磨制如下图所示的三种槽型。折线型和圆弧型适用于加工碳钢、合金钢、工具钢等；全圆弧型适用于加工塑性大的金属材料和重型刀具。a)折线型b)直线圆弧型c)全圆弧型图5-7断屑槽的形式断屑槽影响断屑效果的主要参数是：槽宽LBn、槽深hBn（或rBn）；槽宽LBn的大小应确保一定厚度的切屑在流出时碰到断屑台而发生卷曲。前刀面上断屑槽的位置有三种形式，如图5-8所示，图中a)和b)所示的两种形式均适用于粗加工，c)形式适用于半精加工和精加工。图5-8断屑槽的位置a

6、)外倾式b)平行式c)内斜式2．改变切削用量在切削用量参数中，对断屑起影响作用最大的是进给量f，f增大，切屑厚度hch增大，切屑受到碰撞后就较容易折断；其次是背吃刀量ap，但只有当ap与f同时增大时，才能有效地断屑；切削速度vc对断屑的影响作用最小。3．改变刀具角度主偏角κr是影响断屑的主要因素。主偏角κr增大，切屑厚度hch增大，容易断屑；生产中常取κr=60~90°以取得良好断屑效果。刃倾角λs能改变切屑流向，可迫使切屑流出前刀面后碰到待加工表面或后刀面上造成断屑。4．其它断屑方法（1）附加断屑装置　为使切屑流出

7、时能可靠断屑，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断。如图5-10所示。（2）间断进给断屑　采用振动切削装置，使切屑厚度hch变化，造成狭小截面处应力集中、强度减小，以达到断屑目的。但装置较复杂。图5-9刃倾角λs对断屑的影响图5-10附加断屑装置第二节　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。研究材料切削加工性的目的是为了找出改善难加工材料的切削加工性的途径。常用的切削加工性的标志方法主要有以下几个：1．考虑生产和刀具使用寿命的标志方法在保证高生

8、产率的条件下，刀具使用寿命愈高，表明该材料的切削加工性愈好。在保证相同刀具使用寿命的条件下，加工某种材料所允许的最大切削速度愈高，表明该材料的切削加工性愈好。在相同切削条件下，以达到刀具磨钝标准时所能切除的金属体积愈大，表明该材料的切削加工性愈好。2．考虑已加工表面质量的标志方法在一定的切削条件下，以加工某种材料是否容易达到所要求的加工表面质量