本工程v第二章.ppt

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1、第二章金属切削基本理论及其应用10/5/20211第二章切削过程的四个基本规律：切削变形、切削力、切削热与切削温度、刀具磨损与耐用度重点：切削变形、切削力、刀具几何参数的选则。难点：将上述四大规律综合→合理选择刀具几何参数。10/5/20212第二章§2.1金属切削层的变形一、三个变形区第一变形区（剪切滑移）：从OA线开始发生塑性变形，到OM线晶粒的剪切滑移基本完成，这一区域称为~，剪切角φ第二变形区（纤维化）：切屑沿前刀面排出时进一步受到前刀面的挤压和摩擦，使靠近前刀面处的金属纤维化，这一区域称为~第三变形区（纤维化与加工硬化）

2、：近刀刃处已加工表层内产生的变形区。10/5/20213第二章二、变形程度的表示方法1、剪切角φ：V↗，φ↗，A剪切↘，切削省力。条件：获得切屑根部图片，量出。2、变形系数ξ上述是根据纯剪切观点提出的，但切削过程是复杂的，既有剪切、又有Aγ对切屑的挤压和摩擦作用，不能反映全部的变形实质。ξ=1，有变形吗？10/5/20214第二章三、前刀面的挤压与摩擦1、作用力分析作用在Aγ上的力：法向力Fn、摩擦力Ff，合力Fr作用在剪切面上的力：剪切力Fs、正压力Fns，合力F′r。由F′r=Fr求β或前刀面摩擦系数的方法2、φ与β的关系：（1）当

3、γo↗，φ↗，变形减小，即γo↗对改善切削过程有利。（2）β↗，φ↘，变形增大。减小摩擦的方法：？？思考φ=γo-β+π/410/5/20215第二章四、积屑瘤积屑瘤：切削速度不高，加工塑性材料时，常常在前刀面处粘着一块剖面呈三角状的硬块。它的硬度很高，通常是工件材料的2—3倍，在处于比较稳定的状态时，能够代替刀刃进行切削。这块冷焊在前刀面上的金属称为~。1、积屑瘤的产生（1）摩擦，使前刀面十分洁净；（2）产生粘结现象即“冷焊”；（3）底层上面的金属因内摩擦而变形，也会发生加工硬化，而被阻滞在底层，粘成一体；（4）粘结层就逐步长大。10

4、/5/20216第二章2、积屑瘤形成的条件（1）它的积聚高度与金属材料的硬化性质有关，一般说来，塑性材料的加工硬化倾向愈强，愈易产生积屑瘤；（2）与刃前区的温度（300~350~500℃）和压力分布有关。温度与压力太低，不会产生积屑瘤；反之，温度太高，产生弱化作用，也不会产生积屑瘤。积屑瘤高度与切削速度有密切关系，10/5/20217第二章3、积屑瘤对切削过程的影响（1）实际前角增大它加大了刀具的实际前角，可使切削力减小，对切削过程起积极的作用。积屑瘤愈高，实际前角愈大。（2）增大切削厚度（3）使加工表面粗糙度增大积屑瘤的底部则相对稳定

5、一些，其顶部很不稳定，容易破裂，一部分连附于切屑底部而排出，一部分残留在加工表面上，积屑瘤凸出刀刃部分使加工表面切得非常粗糙，因此在精加工时必须设法避免或减小积屑瘤。（4）对刀具寿命的影响积屑瘤粘附在前刀面上，在相对稳定时，可代替刀刃切削，有减少刀具磨损、提高寿命的作用。但在积屑瘤比较不稳定的情况下使用硬质合金刀具时，积屑瘤的破裂有可能使硬质合金刀具颗粒剥落，反而使磨损加剧。10/5/20218第二章5、防止积屑瘤的措施★降低切削速度，使温度较低，粘结现象不易发生；★采用高速切削，使切削温度高于积屑瘤消失的相应温度★采用润滑性能好的切

6、削液，减小摩擦；★增加刀具前角，以减小切屑与前刀面接触区的压力；★适当提高工件材料硬度，减小加工硬化倾向。10/5/20219第二章§2.2切削力切削力：切削过程中作用在刀具与工件上的力。一、切削力的来源、合力及其分解1、来源：☆弹性变形、塑性变形抗力；☆摩擦阻力。2、切削合力及其分解主切削力Fz：它切于过渡表面并与基面垂直。Fz是计算车刀强度，设计机床零件，确定机床功率所必需的。10/5/202110第二章切深抗力、径向力Fy在基面内并与工件轴线垂直的力。Fy用来确定与工件加工精度有关的工件挠度，它与切削过程中产生的振动有关。进给抗

7、力、轴向力Fx它是处于基面内与工件轴线平行与走刀方向相反的力。Fx是设计走刀机构，计算车刀进给功率所必需的。10/5/202111第二章二、切削力的测量及实验公式1、测力仪的测量原理是利用切削力作用在测力仪的弹性元件上所产生的变形，或作用在压电晶体上产生的电荷经过转换后，读出Fz、Fx、Fy的值。在自动化生产中，还可利用测力传感装置产生的信号优化和监控切削过程。   目前常用的是电阻应变片式测力仪和压电测力仪。电桥分析半桥、全桥，八角环测力仪10/5/202112第二章三、车削力实验公式的建立单因素实验法单位切削力：单位时间内的金属

8、切除量：切削功率：机床电机功率：Pm=Fzv×10-3=papfv×10-3(KW)P=Fz/AD=Fz/apf(N/mm2)Zw=1000apfv(mm3/s)PE≥Pm/ηm10/5/202113第二章