金属切削过程.ppt

《金属切削过程.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、1.3金属切削过程金属切削过程是由挤压而产生的剪切过程。这是俄国学者在1870年定义的在这个过程中会产生切屑，积屑瘤，切削力，加工硬化和刀具磨损等物理现象。1.3.1切削过程及切屑种类1.切屑形成过程切屑的形成过程是工件受到刀具的挤压而产生弹性变形，塑性变形，断裂的过程。脆性材料，如铸铁，则产生弹性变形，崩碎，无塑性变形。如图：ABCDADCADBCADBCADBCAD滑移面AB，CD等与作用力P的方向大致呈45°左右角度。AB，CD两侧还会产生一系列滑移面。前角为零的刀具切削铸铁apapBAV正前角刀具切削塑性金属M-O为剪切平面Lc切削层长度Ψ剪切角2.切屑的种类切

2、屑的种类主要有以下四种类型：带状切屑；挤裂切屑（节状切屑）；单元切屑；崩碎切屑。前三者为切削塑性材料的切屑；最后一种为切削脆性材料的切屑。(1)带状切屑最常见的一种切屑。内表面光滑，外表面毛茸。加工塑性材料，切削厚度小，切削速度较高，刀具前角较大。切削力波动小，表面粗糙度值小。(2)挤裂切屑(节状切屑)外表面呈锯齿形，内表面有时有裂纹。这种切屑大部分在切削速度较低，切削厚度较大，刀具前角较小时产生。(3)单元切屑在挤裂切屑的剪切面上，裂纹扩展到整个面上，则整个单元被切离，成为梯形单元切屑。如果改变挤裂切屑条件，进一步减小前角，减低切削速度，或加大切削厚度，就可以得到单元

3、切屑；反之则可以得到带状切屑。(4)崩碎切屑这是属于脆性材料的切屑(加工灰铸铁、脆钢)塑性变形很不充分，即突然崩裂而成为小块或粉末状切屑。1.3.2积屑瘤Built-UpEdge1.积屑瘤的形成在切削区，金属材料层受到强烈的挤压和摩擦，正压力和摩擦系数的乘积，即内摩擦力大于金属材料的剪切强度，切屑底部一部分金属就撕裂下来粘接在刀尖附近的表面上，逐渐积成积屑瘤。(1)积屑瘤特征1)硬度高于被切金属，可以代替刀刃工作。2)积屑瘤时高时低，时有时无，不稳定。粗加工时，可以有积屑瘤，精加工时，不允许有积屑瘤。(2)生成条件1)外摩擦力（正压力产生）2)材料性质（塑性材料）3)刀

4、-屑间接触温度a.切削温度很高，不产生积屑瘤，切屑底部液化，软化。b.切削温度很低，也不产生积屑瘤，粘性小，脆性大。2.积屑瘤对切削加工的影响(1)实际前角增大切削力减小(2)增大切削厚度产生-脱落-振动(3)使表面粗糙度增大精加工时须设法避免或减小积屑瘤。△ap3.影响积屑瘤的因素(1)工件材料塑性大，就产生积屑瘤。(2)切削速度速度高，切削温度就增加，不产生积屑瘤。速度适当，就产生积屑瘤。速度低，切削温度低，不产生积屑瘤。4.防止积屑瘤的方法(1)降低切削速度，使温度较低。(2)采用高速切削，使温度高于积屑瘤消失的相应温度。(3)增加刀具前角，减小正压力。(4)采用

5、适当的切削液，减小摩擦。(5)采用适当的热处理方法，减小工件的塑性。例如，对低碳钢正火处理。1.3.3切削力1.切削力(1)切削力的来源1)克服被加工材料对弹性变形的抗力。2)克服被加工材料对塑性变形的抗力。3)克服切屑对刀具前刀面的摩擦力Fr和刀具后刀面对加工表面及已加工表面的摩擦力Ffa。切削力的来源FfaFr弹性压力弹性压力塑性压力塑性压力(2)切削力的分解及影响1)主切削力(切向力)Fz切于加工表面并与基面垂直。Fz是主切削力，占总切削力的80~90%，是计算刀具强度，确定机床功率所必需的。2)进给抗力(轴向力，走刀力)Fx于基面内，与工件轴线平行，与走刀方向相

6、反。3)切深抗力(背向力，径向力，吃刀抗力)Fy于基面内，与工件轴线垂直。总切削力：切削力的分解主切削力进给抗力切深抗力总切削力计算切削力的经验公式分两类：指数公式；按单位切削力计算。(1)指数公式CFZ取决于工件材料，刀具材料和切削条件KFZ修正系数(2)单位切削力p单位切削面积上的主切削力N/m㎡p的数值可以从有关切削手册中查出2.切削力与切削功率的计算(3)切削功率Pm第二项是消耗在进给运动中的功率，小于1%~2%，可以略去，所以：3.影响切削力的因素(1)工件材料塑性增加，切削力增加。硬度增加，切削力增加，单位功率消耗增加。在钢中加进一些硫或铅时，可以降低其摩擦

7、系数，从而使切削力降低。(2)切削用量1)切削深度ap增大一倍，切削力也增大一倍（高速钢，硬质合金）ap切削力2)进给量f增大，切削力也相应增大，但不如切削深度增加得快。3)切削速度小于50m/min切削力变化，大于50m/min切削速度增加，切削力下降。切削力f2050Vm/min切削力积屑瘤消失积屑瘤最高变化减小(3)刀具角度1)前角增加，切削力减小。2)后角增加，切削力减小。3)主偏角kr增加，主切削力Fz减小，进给力Fx增加，切深抗力Fy减小。90°80°70°60°50°40°-20-100102030切削力γ0FzFyFx主偏