第二章 金属切削原理(机械制造技术A)

第二章金属切削过程本章要点切屑的形态切屑变形的度量变形区的划分前刀面的摩擦及其对切屑的影响切屑变形的变形规律积屑瘤FABOM45°a）正挤压FABOM45°b）偏挤压OMFc）切削切削层刀具2.1金属切削过程概述切屑的形成图2-2切屑形成区域的滑移滑移变形区第Ⅰ变形区：即滑移变形区，金属剪切滑移，成为切屑。金属切削过程的塑性变形主要集中于此区域。切削力和切削热的主要来源。切削部位三个变形区ⅠⅢⅡ第Ⅲ变形区：已加工面受到后刀面挤压与摩擦，产生变形。是造成后刀面磨损、已加工表面的质量（表面粗糙度、加工硬化和残余应力）的主要原因。第Ⅱ变形区：靠近前刀面的切屑底层，切屑排出时受前刀面挤压与摩擦。是造成前刀面磨损和产生积屑瘤的主要原因。变形区的划分2.1金属切削过程概述Δh2.1金属切削过程概述第Ⅲ变形区图2-4金属切削过程示意图2.1金属切削过程概述动画切削变形过程示意图工件刀具2.1金属切削过程概述◆一定温度、压力作用下，切屑底层与前刀面发生粘接◆粘接金属严重塑性变形，产生加工硬化滞留—粘接—长大2.2积屑瘤积屑瘤的产生切屑刀具积屑瘤积屑瘤γooeΔac2.2积屑瘤积屑瘤对前角和切削厚度的影响1)积屑瘤硬度很高，包围着切削刃，代替刀具进行切削，能保护刀具，减少了刀具的磨损。2)积屑瘤使刀具的实际工作前角增大，刀具变锋利，切屑变形和切削力减小。3)积屑瘤的顶端从刀尖伸向工件内层，将影响工件的尺寸精度。4)积屑瘤直接影响工件加工表面的形状精度和表面粗糙度。碎片的脱落与再生，造成切削力的波动，引起振动，而且加剧刀具的磨损。2.2积屑瘤积屑瘤的作用积屑瘤的利弊粗加工时：保护刀具、增大前角。（利）精加工时：严重影响加工表面的尺寸精度和粗糙度。（弊）2.2积屑瘤积屑瘤的控制：（切削速度影响积屑瘤的主要因素）1）控制切削速度；2）塑性材料的热处理；3）增大前角、减小进给量；4）采用切削液。2.2积屑瘤2.3切屑的形态图2-9切屑类型a)带状切屑b)节状切屑c)粒状切屑d)崩碎切屑2.3切屑的形态切屑类型图切屑形态照片2.3切屑的形态形成条件影响名称简图形态变形带状，底面光滑，背面呈毛茸状节状，底面光滑有裂纹，背面呈锯齿状粒状不规则块状颗粒剪切滑移尚未达到断裂程度局部剪切应力达到断裂强度剪切应力完全达到断裂强度未经塑性变形即被挤裂加工塑性材料，切削速度较高，进给量较小，刀具前角较大加工塑性材料，切削速度较低，进给量较大，刀具前角较小加工塑性材料,进一步降低切削速度，增大进给量，减小前角时加工硬脆材料，刀具前角较小切削过程平稳，表面粗糙度小，妨碍切削工作，应设法断屑切削过程欠平稳，表面粗糙度欠佳切削力波动较大，切削过程不平稳，表面粗糙度不佳切削力波动大，有冲击，表面粗糙度恶劣，易崩刀带状切屑挤裂切屑单元切屑崩碎切屑总结：切屑类型及形成条件2.3切屑的形态②脆性金属：2.3切屑的形态切屑形态控制：①塑性金属：带状节状粒状cavr0cavr0①cav针状切屑②不能太大，因有冲击0rγoφ变形系数：ccaall02.4切屑变形的度量cossinootglac2.4切屑变形的度量yS相对滑移系数：相对滑移系数)cos(sincos)(000tgctgySSy剪切变形示意图ABcossinootg0rεξγo=15°γo=10°γo=20°γo=60°γo=45°1502.4切屑变形的度量22sin1cosooV2.5前刀面的磨擦及其对切屑变形的影响作用在切屑上的力FfFsFnsFnFr0FzFy2.5前刀面的磨擦及其对切屑变形的影响•切削层的截面积AcwccaaA•剪切面的截面积AssincsAAsincssAAF剪切力：)cos(0rsFF)cos(sin)cos(00csrAFF)cos(0rzFF)sin(0ryFF总切削力：)(0tgFFzy44400）（0（1）当前角增大时，角随之增大，变形减小。（2）当摩擦角增大时，角随之减小，变形增大。2.5前刀面的磨擦及其对切屑变形的影响切削方程式主应力方向与最大剪应力方向的夹角应为45°，即Fr与Fs的夹角应为45°，故有作用角图2-19工件材料强度对切屑变形的影响2.6切屑变形的变化规律工件材料的影响2.6切屑变形的变化规律刀具前角的影响2.6切屑变形的变化规律切削速度的影响积屑瘤2.6切屑变形的变化规律切削厚度的影响第二章总结:概念：三个变形区、剪切角、积屑瘤、切屑类型、直角自由切削、摩擦角、作用角分析：积屑瘤的作用有哪些？切屑变形的控制方法？切屑变形的度量公式（变形系数和相对滑移）切削方程式及其意义切屑变形的影响因素Thankyouforyourlistening!作业1、什么是剪切角？其大小与变形关系是什么？2、叙述三个变形区的概念及其所产生的影响。3、叙述积屑瘤的产生过程，积屑瘤的作用及预防方法。4、变形系数的定义是什么？与剪切角有什么样的关系？5、说明切削方程式的定义，摩擦角的定义，并据此分析和对变形的影响。0