第二章切削过程及控制1.ppt

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1、第二章金属切削过程及控制金属切削过程及控制研究金属切削过程的目的：通过研究切削过程中的物理现象如切削热、切削力、刀具磨损等保证加工质量提高生产率减低成本一、金属切削过程1．切屑的形成过程塑性金属—弹性变形—塑性变形—挤裂—切屑流出第一变形区：晶粒发生剪切滑移变形第二变形区金属纤维化区域第三变形区纤维化与加工硬化区2、三个变形区2.切屑收缩ξ----变形系数二、变形程度的表示方法1、剪切角φ剪切面与切削速度之间的夹角chlcl=x三、切屑种类（1）带状切屑（2）挤裂（节状）切屑（3）单元（崩脆）切屑（4）螺旋状与发条状切屑（5）粉末状切屑（a）带状切屑

2、；切削塑性较高的材料。（b）挤裂切屑；低速切削钢或切削黄铜。（c）单元切屑；很低速切削钢或切削铅。（d）崩碎切屑。切削脆性金属（eg.铸铁）。工件刀具四、控制措施加断屑槽适当增大前角适当减小进给量五.积屑瘤（1）积屑瘤的产生（2）积屑瘤对切削加工的影响利：保护切削刃；增大了前角；对粗加工有利。弊：不稳定，使切削深度、切削厚度及切削力不断变化；部分积屑瘤粘在工件表面，使加工表面粗糙；在精加工时要避免积屑瘤的产生。（3）积屑瘤的控制切削材料的硬度和塑性切削速度切削液六、切削力和切削功率切削力的产生：（1）切削层金属、切屑和工件表层金属的弹、塑性变形所

3、产生的抗力。（2）刀具与切屑、工件之间的摩擦力。切削力的分解以车外圆为例,切削力分解为：Ff--进给抗力Fp--切深抗力Fc--主切切削合力:切削功率nw——工件转速Fz——主切削力（即Fc）Fx——进给抗力（即Ff）（kW）单位切削力单位切削力试制单位切削面积上的主切削力，用p表示：p=Fz/Ac=Fz/ap/f其中：Fz____主切削力（N）；Ac_____切屑层截面面积；ap_____切削深度；f______进给量。由单位切削力和切屑要素可确定主切削力。七、切削热和切削温度（1）切削热的来源被加工工件材料的弹性、塑性变形切屑与前刀面摩擦后刀面与

4、已加工表面间的摩擦Q=Fz·vQ----每秒钟产生的切削热。（2）切削温度及其影响因素切削温度是指切屑、工件与刀具接触表面上的平均温度。影响切削温度的主要因素：(a)工件材料；(b)切削用量；(d)刀具几何角度；(e)刀具几何磨损。切削热来源：第I、II、III变形区及摩擦。切削热传散：切屑、刀具、工件及周围介质（空气、切削液）。影响切削温度的主要因素：切削速度v:当v提高一倍时，切削温度大约增高20-30%。进给量f:f增大一倍，切削温度只升高10%。切削深度ap:切削深度增大一倍，切削温度升高3%。切削用量对切削温度的影响：v最大，f次之,ap最

5、小。（3）切削液的种类切削油：润滑性能好，但流动性差，吸热少，冷却作用相对较小。乳化液：良好的流动性和冷却作用，还有一定的润滑性能。离子型溶液：流动性好，能吸收大量的热。(4)切削液的使用硬质合金刀具一般不采用冷却液。高速钢刀具一般采用切削油。磨削加工采用乳化液或离子型切削液。铸铁工件一般不采用切削液。八、刀具的磨损及耐用度(1)刀具磨损的三种形式:前刀面磨损(月牙洼)后刀面磨损前、后刀面磨损(3)刀具耐用度刀具耐用度是刀具两次刃磨之间实际进行切削的时间。切削用量对刀具耐用度T的影响：v最大，f次之,ap最小。(2)刀具磨损的三个阶段：初期磨损：正常

6、磨损：急剧磨损：九、零件的加工质量和生产效率1.切削加工的主要技术指标加工精度尺寸精度IT01,IT0,IT1,……IT18.形状精度位置精度表面质量表面粗糙度Ra已加工表面的加工硬化和残余应力2.生产率(R0)：单位时间内，生产零件的数量R0=1/twtw——生产一个零件所需总时间。tw=tm+tc+t0tm--基本工艺时间；tc--辅助工艺时间；t0--其它。十、切削用量的选择切削用量同加工生产率的关系加工生产率：P=1/tm车外圆时：tm=LwΔ/ap／(nwf)=πdwLwΔ/(1000vapf)dw_____毛坯直径；Δ_____加工余量；

7、Lw_____工件切削部分长度；nw_____工件转速。由于dw、Lw、Δ均为常数令A0＝1000／(πdwLwΔ),则P=A0vapf切削用量的选择原则为提高刀具的耐用度和提高生产率，应首先选取尽可能大的ap，再根据机床动力和刚性或表面粗糙度值选f,最后确定v。