金属切削的变形过程2 8金属切削的变形过程ppt课件.ppt

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1、机械制造技术基础太原理工大学机械工程学院2013-7-19第二章金属切削过程的基本规律及应用（第二讲）主讲人：王晓玲机械制造技术基础(2)积屑瘤积屑瘤现象：切削塑性金属时，往往会在切削刃口附近堆积一楔状或鼻状的金属块，它包围着切削刃且覆盖部分前刀面，这种堆积物叫做积屑瘤。经测定它的硬度为金属母体的2～3倍。切削钢、球墨铸铁、铝合金等塑性材料时，在切削速度不高，而又能形成带状切屑的情况下易生成积屑瘤。机械制造技术基础2.1金属切削的变形过程第二章金属切削过程的基本规律及应用积屑瘤产生条件：积屑瘤的形成和刀具前刀面的摩擦密切相关。“滞流”现象；粘结；剪断并粘结。

2、该粘结层经过了剧烈的塑性变形使硬度提高；在继续切削时，硬的粘结层又剪断软的金属层，这样层层堆积，高度逐渐增加，形成了积屑瘤。机械制造技术基础2.1金属切削的变形过程第二章金属切削过程的基本规律及应用机械制造技术基础2.1金属切削的变形过程图2.10(a)所示为通过快速落刀获取的在低速下切削含碳量为0.15%钢时的积屑瘤图片。图2.10(b)所示，切削加工时，刀具的新的工作表面在O处和切屑下表面的A处形成，但在O与A之间的积屑瘤和工件是一个连续的整体，并未与切屑下表面分隔开来。实际上滞流层已从刀具表面转移至积屑瘤顶部。(a)(b)图2.10积屑瘤(a)快速落刀

3、的积屑瘤图片(b)积屑瘤构形第二章金属切削过程的基本规律及应用研究认为：积屑瘤是个动态结构。长高了的积屑瘤，受外力或振动的作用可能发生局部断裂或脱落。积屑瘤的产生、成长和脱落是在瞬间内进行的，它们的频率很高。积屑瘤对切削过程有积极的影响，也有消极的影响：1)实际前角增大随着积屑瘤的增大，实际前角有所增大，当积屑瘤达到最高时，实际前角可达30°左右。因而减小了变形，降低了切削力。机械制造技术基础2.1金属切削的变形过程第二章金属切削过程的基本规律及应用机械制造技术基础2.1金属切削的变形过程第二章金属切削过程的基本规律及应用2)对切削刃及前刀面的影响积屑瘤覆盖

4、着切削刃及前刀面的一部分，可代替切削刃及前刀面进行切削，从而使切削刃及前刀面得到保护。积屑瘤的产生、成长和脱落是在瞬间内进行的，稳定性很差，脱落时易带走前刀面金属颗粒，这又加剧了刀具的磨损。3)增大背吃刀量积屑瘤前端伸出切削刃之外，因而增大了背吃刀量，影响了加工尺寸。4)增大已加工表面粗糙度值由于积屑瘤的不稳定性，可造成已加工表面粗糙度值增加，因此在精加工时必须设法避免积屑瘤。机械制造技术基础2.1金属切削的变形过程第二章金属切削过程的基本规律及应用形成积屑瘤的条件主要决定于切削温度。机械制造技术基础2.1金属切削的变形过程图2.11切削速度对积屑瘤高度的影

5、响(示意图)[提示]图2.11以切削中碳钢为例第二章金属切削过程的基本规律及应用切削时：对于精加工工序，为了提高加工表面质量，应尽量不采用中速加工，否则应配合其它改善措施；在切削硬度和强度高的材料时，通常选用中等以上切削速度加工；切削塑性高的材料，需选用高的切削速度才能消除积屑瘤；另外：采用润滑性能好的切削液，以减小摩擦；增大前角；减小进给量；提高刀具刃磨质量；将工件预先经适当的热处理以提高工件材料硬度都可以防止积屑瘤的产生。机械制造技术基础2.1金属切削的变形过程第二章金属切削过程的基本规律及应用2.1.2切屑的类型由于工件材料不同，切削条件不同，切削变形

6、的程度也就不同，因而所形成的切屑种类也就多种多样。按照切屑形成机理的差异，通常将切屑分为四类：机械制造技术基础2.1金属切削的变形过程第二章金属切削过程的基本规律及应用(a)(b)(c)(d)图2.12切屑的类型(a)带状切屑；(b)挤裂切屑；(c)单元切屑；(d)崩碎切屑(1)带状切屑图2.12(a)是最常见的一种切屑，它是经过上述塑性变形过程形成的切屑。外形特征：与前刀面接触的内表面是光滑的，外表面呈毛茸状。形成条件：一般加工塑性金属材料，当切削厚度较小，切削速度较高，刀具前角较大，常得到这类切屑。优点：切削过程比较平稳，切削力波动较小，因而已加工表面粗

7、糙度值也较小。缺点：切屑缠绕工件及刀具，有时需采取断屑措施。机械制造技术基础2.1金属切削的变形过程第二章金属切削过程的基本规律及应用(2)挤裂切屑图2.12(b)。外形特征：剪切面上局部位置处的剪应力τ达到材料的强度极限。切屑外表面呈较大的锯齿形，内表面有时有裂纹。形成条件：在切削速度较低、切削厚度较大、刀具前角较小时，容易产生这类切屑。机械制造技术基础2.1金属切削的变形过程第二章金属切削过程的基本规律及应用(3)单元切屑图2.12(c)。外形特征：当剪切面上的剪应力τ超过材料的强度极限时产生了剪切破坏，使切屑沿厚度断裂成均匀的颗粒状，成为梯形的单元切

8、屑。形成条件：在形成挤裂切屑的基础上进一步降低切削速