金屬切削過(guò)程課件.ppt

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1、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二章金屬切削過(guò)程通過(guò)刀具把被切金屬層變?yōu)榍行嫉倪^(guò)程，其實(shí)質(zhì)是一種擠壓、剪切變形過(guò)程。塑性金屬的切削過(guò)程一般要經(jīng)過(guò)彈性變形、塑性變形、擠裂、切離四個(gè)階段第二章金屬切削過(guò)程第一節(jié)金屬切削過(guò)程概述一、金屬切削過(guò)程的實(shí)質(zhì)（塑性材料）切屑的形成與切離過(guò)程，是切削層受到刀具前刀面的擠壓而產(chǎn)生以滑移為主的塑性變形過(guò)程。FABOM45°a）正擠壓FABOM45°b）偏擠壓OMFc）切削正擠壓：金屬材料受擠壓時(shí)，最大剪應(yīng)力方向與作用力方向約成45°偏擠壓：金屬材料一部分受擠壓時(shí)，OB線(xiàn)以下金屬由于母體阻礙，不能沿AB線(xiàn)滑移，而只能沿OM線(xiàn)滑移切削：與偏擠壓情況類(lèi)似。

2、彈性變形→剪切應(yīng)力增大，達(dá)到屈服點(diǎn)→產(chǎn)生塑性變形，沿OM線(xiàn)滑移→剪切應(yīng)力與滑移量繼續(xù)增大，達(dá)到斷裂強(qiáng)度→切屑與母體脫離。金屬擠壓與切削比較擠壓與切削第一變形區(qū)（剪切、滑移）第二變形區(qū)（擠壓和摩擦）第三變形區(qū)（擠壓和摩擦）二、切削變形區(qū)切屑根部金相照片M刀具切屑OA終滑移線(xiàn)始滑移線(xiàn)：τ=τsΦ剪切角金屬切削過(guò)程的變形ⅠⅢⅡ1.第一變形區(qū)（剪切、滑移）塑性變形從始滑移面OA開(kāi)始至終滑移面OM終了，之間形成AOM塑性變形區(qū)，由于塑性變形的主要特點(diǎn)是晶格間的剪切滑移，所以AOM叫剪切區(qū)，也稱(chēng)為第一變形區(qū)（Ⅰ）。第一變形區(qū)金屬的滑移切屑沿刀具前面排出時(shí)會(huì)進(jìn)一步受到前刀面的阻礙，在刀具和

3、切屑界面之間存在強(qiáng)烈的擠壓和摩擦，使切屑底部靠近前刀面處的金屬發(fā)生“纖維化”的二次變形。這部分區(qū)域稱(chēng)為第二變形區(qū)（Ⅱ）。此變形區(qū)的變形是造成前刀面磨損和產(chǎn)生積屑瘤的主要原因。2.第二變形區(qū)（擠壓和摩擦）在已加工表面上與刀具后面擠壓、摩擦形成的變形區(qū)域稱(chēng)為第三變形區(qū)（Ⅲ）。由于刀具刃口不可能絕對(duì)鋒利,鈍圓半徑的存在使切削層參數(shù)中公稱(chēng)切削厚度不可能完全切除，會(huì)有很小一部分被擠壓到已加工表面，與刀具后刀面發(fā)生摩擦，并進(jìn)一步產(chǎn)生彈、塑性變形，從而影響已加工表面質(zhì)量。此區(qū)變形是造成已加工面加工硬化和殘余應(yīng)力的主要原因。3.第三變形區(qū)已加工表面的形成過(guò)程1.剪切角φ三、切削變形程度的表示方法剪

4、切角φ↑→剪切面積↓→變形程度↓→切削力↓剪切面與切削速度(主運(yùn)動(dòng))方向之間的夾角稱(chēng)為剪切角，用φ表示圖2-2剪切角與切削變形2.切削厚度壓縮比（變形系數(shù)>1）圖2-3切屑厚度壓縮比說(shuō)明：1、同一工件材料，若切削條件不同，則切削厚度壓縮比不同；2、不同工件材料，即使切削條件相同，切削厚度壓縮比不同；3、用切削厚度壓縮比反映切削變形比較簡(jiǎn)單、直觀(guān)，但很粗略,只在一定條件下反映切削變形。前角=0-30，Ah>1.5切削層經(jīng)塑性變形后，厚度增加，長(zhǎng)度縮小，寬度基本不變?？捎闷浔硎厩邢鲗幼兊淖冃纬潭?。LchhDhchLD四、切屑類(lèi)型形成條件影響名稱(chēng)簡(jiǎn)圖形態(tài)變形帶狀，底面光滑，背面呈毛茸狀節(jié)

5、狀，底面光滑有裂紋，背面呈鋸齒狀粒狀不規(guī)則塊狀顆粒剪切滑移尚未達(dá)到斷裂程度局部剪切應(yīng)力達(dá)到斷裂強(qiáng)度剪切應(yīng)力完全達(dá)到斷裂強(qiáng)度未經(jīng)塑性變形即被擠裂加工塑性材料，切削速度較高，進(jìn)給量較小，刀具前角較大加工塑性材料，切削速度較低，進(jìn)給量較大，刀具前角較小工件材料硬度較高，韌性較低，切削速度較低加工硬脆材料，刀具前角較小切削過(guò)程平穩(wěn)，表面粗糙度小，妨礙切削工作，應(yīng)設(shè)法斷屑切削過(guò)程欠平穩(wěn)，表面粗糙度欠佳切削力波動(dòng)較大，切削過(guò)程不平穩(wěn)，表面粗糙度不佳切削力波動(dòng)大，有沖擊，表面粗糙度惡劣，易崩刀帶狀切屑擠裂切屑單元切屑崩碎切屑切屑類(lèi)型及形成條件切屑控制為使切削過(guò)程正常進(jìn)行和保證已加工表面質(zhì)量，應(yīng)使

6、切屑卷曲和折斷。切屑的卷曲是切屑基本變形或經(jīng)過(guò)卷屑槽使之產(chǎn)生附加變形的結(jié)果切屑的卷曲斷屑的產(chǎn)生斷屑是對(duì)已變形的切屑再附加一次變形（常需有斷屑裝置）五、積屑瘤積屑瘤現(xiàn)象：刀尖上急劇塑性變形而被強(qiáng)化的硬度很高的的附著物－－生產(chǎn)中又稱(chēng)為刀瘤切削過(guò)程中，由于金屬的擠壓和強(qiáng)烈摩擦，使切屑與前刀面之間產(chǎn)生很大的應(yīng)力和很高的切削溫度。當(dāng)應(yīng)力和溫度條件適當(dāng)時(shí)，切屑底層與前刀面之間的摩擦力很大，使得切屑底層流出速度變得緩慢，形成一層很薄的“滯流層”，當(dāng)滯流層與前刀面的摩擦阻力超過(guò)切屑內(nèi)部的結(jié)合力時(shí)，滯流層的金屬與切屑分離而粘附在切削刃附近形成積屑瘤.切屑底層金屬與前刀面的粘結(jié)和加工硬化。五、積屑瘤1

7、.積屑瘤產(chǎn)生的原因積屑瘤的形成條件必要條件加工塑性金屬材料中速切削不使用切削液時(shí)容易產(chǎn)生5m/min60m/min積屑瘤改變刀具切削條件刀尖被包裹起來(lái)前角增大切削深度變化工件上的已加工表面變粗糙積屑瘤是否有害呢？對(duì)工件的影響加工表面的粗糙度增加（變差）鱗刺可能就是因積屑瘤破裂形成的切深變化－工件尺寸精度下降對(duì)刀具的影響刀尖沒(méi)有參與切削－保護(hù)刀尖刀具實(shí)際前角增大－切削更輕快粗加工與精加工粗加工可以利用積屑瘤粗加工精度不是主要問(wèn)題增大前角保護(hù)刀尖精加工一定要回避積屑瘤保證