第一节金属切削过程中的变形ppt课件.ppt

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1、第一节金属切削过程中的变形切削过程中的许多物理现象，如切削力、切削热、刀具磨损等，都与金属的变形及其变化规律有密切的关系，研究切削过程对保证加工质量、提高生产率、降低成本和促进切削加工技术的发展，有着十分重要的意义。研究切削过程意义学习目的-讨论金属材料的切削过程。-研究切屑形成过程的物理本质及其变形规律。学习内容一、切屑的形成过程及其种类二、切削层金属的变形三、切屑变形的规律现以塑性金属材料为例，说明切屑的形成及切削过程中的变形情况。一、切屑的形成过程及其种类切削过程中的各种物理现象，都是以切屑形成过程为基础的。了解切屑形成过程，对理解切削规律及其本质是非常重要。在切削过程中，被

2、切金属层在前刀面的推力作用下产生剪应力，当剪应力达到并超过工件材料的屈服极限时，被切金属层将沿着某—方向产生剪切滑移变形而逐渐累积在前刀面上，随着切削运动的进行，这层累积物将连续不断地沿前刀面流出，从而形成了被切除的切屑。简言之，工件上切削层金属,在刀具前刀面的推挤作用下发生了塑性变形，最后沿某一面剪切滑移形成了切屑。为切削脆性材料的切屑。由于工件材料不同，切削过程中的变形程度也就不同，因而产生的切屑种类也就多种多样。主要有四种类型带状切屑节状（挤裂）切屑粒状（单元）切屑崩碎切屑为切削塑性材料的切屑它的内表面光滑，外表面毛茸。加工塑性金属材料，当切削厚度较小、切削速度较高、刀具前角

3、较大时，一般常得到这类切屑。它的切削过程平衡，切削力波动较小，已加工表面粗糙度较小。带状切屑这类切屑与带状切屑不同之处在外表面呈锯齿形，内表面有时有裂纹。这种切屑大多在切削速度较低、切削厚度较大、刀具前角较小时产生。挤裂切屑单元切屑如果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，成为梯形的单元切屑。其中，带状切屑的切削过程最平稳，单元切屑的切削力波动最大。在生产中最常见的是带状切屑，有时得到挤裂切屑，单元切屑则很少见。假如改变挤裂切屑的条件，如进一步减小刀具前角，减低切削速度，或加大切削厚度，就可以得到单元切屑。反之，则可以得到带状切屑。这说明切屑的形态是可以随切削

4、条件而转化的。以上三种切屑只有在加工塑性材料时才可能得到从切削过程来看，切屑在破裂前变形很小，和塑性材料的切屑形成机理也不同。它的脆断主要是由于材料所受应力超过了它的抗拉极限。加工脆硬材料，如高硅铸铁、白口铁等，特别是当切削厚度较大时常得到这种切屑。由于它的切削过程很不平稳，容易破坏刀具，也有损于机床，已加工表面又粗糙，因此在生产中应力求避免。其方法是减小切削厚度，使切屑成针状或片状；同时适当提高切削速度，以增加工件材料的塑性。崩碎切屑属于脆性材料的切屑。这种切屑的形状是不规则的，加工表面是凸凹不平的。带状、粒状、节状、崩碎切屑是四种典型的切屑，但加工现场获得的切屑，其形状是多种

5、多样的。在现代切削加工中，切削速度与金属切除率达到了很高的水平，切削条件很恶劣，常常产生大量“不可接受”的切屑。因此是在切削加工中应采取适当的措施来控制切屑的卷曲、流出与折断，使形成“可接受”的良好屑形。既所谓的切屑控制（又称切屑处理，工厂中一般简称为“断屑”）。以直角自由切削方式切削塑性材料为基础模型研究切屑形成过程。大量的实验和理论分析证明，塑性金属切削过程中切屑的形成过程就是切削层金属的变形过程。二、切削层金属的变形2、第一变形区（剪切滑移）3、第二变形区（纤维化）4、第三变形区（纤维化与加工硬化）1、变形区划分二、切削层金属的变形根据实验，切削层金属在刀具作用下变成切屑的形

6、态大体可划分为三个变形区1、变形区划分第一变形区（剪切滑移）第二变形区（纤维化）第三变形区（纤维化与加工硬化）从OA线开始金属发生剪切变形，到OM线金属晶粒的剪切滑移基本结束，AOM区域称为第一变形区（或剪切区），是切屑变形的基本区，其变形主要特点就是晶粒沿滑移线的剪切变形并随之产生加工硬化。2、第一变形区（剪切滑移）如图,当被切削层金属中某点P，向切削刃逼近到达1点时，其切应力达到材料的屈服强度时点1在向前移动的同时，也沿OA滑移其合成运动将点1流动到2点。滑移量为2-2′。随着滑移的产生，切应力将逐渐增大直到4位置，此时其流动方向与前刀面平行，不再沿OM线滑移。所以OM为终滑移

7、线，OA为始滑移线。图中的OA、OM虚线实际上是等切应力曲线。2、第一变形区（剪切滑移）（1）第一变形区内金属的剪切变形过程加工过程演示2、第一变形区（剪切滑移）（1）第一变形区内金属的剪切变形过程在OA到OM之间整个变形区内，其变形主要特点就是沿滑移线的剪切变形以及随之产生的加工硬化。从晶体结构看，就是沿晶格中晶面的滑移。切削过程中的晶粒滑移见如下图设金属晶粒是圆形，当受到剪切应力后晶格中晶面发生滑移，晶粒呈椭圆形，直径AB变为椭圆长轴A′B′，最后A〞B〞成为晶粒