金属切削过程的基本理论.pptx

;;一、切屑的形成过程及切屑类型;压缩变形后沿45o方向开裂;（b）切削;金属切削层的变形和切屑 ;切削塑性金属的三个变形区 ;（一）第一变形区;第九页，共六十一页。;（二）第二变形区;（三）第三变形区;刃前区：三个变形区汇集在切削刃附近，此处的应力集中而复杂，被切削层在此与工件本体材料分离;刀刃钝圆情况下已加工表面的形成过程： ;绝对滑移 ?S 相对滑移 ε 变形系数 ξ 剪切角 ?;1.绝对滑移 ?S，相对滑移 ε;切屑厚度hch与切削层的厚度hD之比称为厚度变形系数，用ξh 表示，ξh = hch/hD ； 而切削层长度lc与切屑长度lch之比称为长度变形系数，用ξl表示，ξl=l/lc 。 变形系数越大,切屑越厚越短,切削变形越大。;剪切角:剪切角是出自金属切削层产生剪切滑移的一个特定参数。 ;剪切角φ ↑ →剪切面积↓→变形程度↓→切削力↓。 剪切角φ ↑ →变形系数↓;影响切削变形和前刀面摩擦系数的主要因素; 切削厚度ac增加时，μ也略为下降，如10钢的ac从0.1mm增大到0.18mm，μ从0.74降至0.72。;工件材料：σ增加，μ值下降，变形系数ξ越小;前角对变形系数的影响;前角对摩擦系数的影响;切削速度：随着v增大， μ值先升后降;切削速度对变形系数的影响;进给量对变形系数的影响;第二节 切屑的类型;带状切屑 外形特征：它的内表面是光滑的，外表面是毛茸茸的。 形成条件：用大前角的刀具、较高的切削速度和较小的进给量，切削塑性材料 优点：切削过程平稳，切削力波动较小，已加工表面粗糙度较小。 缺点：切屑连续不断，不太安全或可能擦伤已加工表面，因此要采取断屑措施。 ;挤裂(节状)切屑 外形特征：刀屑接触面有裂纹，外表面是锯齿形。形成条件：采用较低的切削速度和较大的进给量，刀具前角较小,粗加工中等硬度的钢材料 特点：切削力波动较大，工件表面较粗糙 ;单元(粒状)切屑 在挤裂(节状)切屑产生的前提下, 当进一步降低切削速度，增大进给量，减小前角时则出现单元(粒状)切屑。;崩碎切屑：在切削铸铁和黄铜等脆性材料时，切削层金属发生弹性变形以后，一般不经过塑性变形就突然崩落，形成不规则的碎块状屑片，即为崩碎切屑?? 当刀具前角小、进给量大时易产生这种切屑， 产生崩碎切屑时，切削热和切削力都集中在主切削刃和刀尖附近，刀具易崩刃、刀尖易磨损，并容易产生振动，影响表面质量。 ;切屑的控制 ;;;;;（三）积屑瘤对起削过程的影响 ;积屑瘤的顶端伸出切削刃之外，而且在不断地产生和脱落，使切削层公称厚度不断变化，影响尺寸精度。 此外，还会导致切削力的变化，引起振动， 并会有一些积屑瘤碎片粘附在工件已加工表面上，增大表面粗糙度和导致刀具磨损。;;采用低速或高速切削，由于切削速度是通过切削温度影响积屑瘤的，以切削45钢为例，在低速vc＜3m/min和较高速度vc≥60m/min范围内，摩擦系数都较小，故不易形成积屑瘤； 采用高润滑性的切削液，使摩擦和粘结减少； 适当增大刀具前角、减小切削变形； 适当的热处理来提高工件材料的硬度、降低塑性、减小加工硬化倾向。;第三节 切削力;;2.切削力的分解;第四十四页，共六十一页。;计算切削功率(cutting power) Pc是用于核算加工成本和计算能量消耗，并在设计机床时根据它来选择机床主电动机功率。 主运动消耗的切削功率 Pc＝Fcυc/60×10-3 （kW） 机床电机功率 PE =Pc／ηm（ηm＝0.75～0. 85）。;?;;用单位切削力计算主切削力;;;切削速度在5～20m/min区域内增加时，积屑瘤高度逐渐增加，切削力减小； 切削速度继续在20～35m/min范围内增加，积屑瘤逐渐消失，切削力增加； 在切削速度大于35m/min时，由于切削温度上升，摩擦系数减小，切削力下降。一般切削速度超过90m/min时，切削力无明显变化。 在切削脆性金属工件材料时，因塑性变形很小，刀屑界面上的摩擦也很小，所以切削速度υc 对切削力Fc无明显的影响。 在实际生产中，如果刀具材料和机床性能许可，采用高速切削，既能提高生产效率，又能减小切削力。;前角的影响: γo↑ →切削变形↓→切削力↓。（塑性材料）;负倒棱的影响;主偏角对切削力的影响;刃倾角对切削力的影响 ;后刀面磨损对切削力的影响 ;刀具材料对切削力的影响 ;切削液对切削力的影响;1．研究金属切削变形过程有什么意义? 2．研究金属切削变形过程有哪些实验方法？ 3．怎样划分金属切削变形区? 4．在第一变形区里发生了怎样的变形? 5．怎样衡量金属切削变形程度？ 6．切屑有哪些种类?各种类切屑有什么特征?各种类切屑在什么情况下形成? 7．试描述积屑溜现象及成因。