金屬切削過程中的物理現(xiàn)象課件.ppt

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1、金屬切削原理與刀具PrincipleofMetalCuttingandCuttingTools第11.3章金屬切削加工過程中的物理現(xiàn)象11.3金屬切削過程中的物理現(xiàn)象11.3.1金屬的切削實(shí)質(zhì)金屬在切削過程中，會出現(xiàn)一系列物理現(xiàn)象，如金屬變形、切削力、切削熱、刀具磨損等物理現(xiàn)象。§11.3.1切屑的形成過程及切屑種類1.切屑形成過程切削層的金屬彈性變形塑性變形擠裂切離切屑切削層的金屬受到刀具前刀面的推擠后產(chǎn)生彈性變形隨著切應(yīng)力、切應(yīng)變逐漸增大，達(dá)到其屈服強(qiáng)度時，產(chǎn)生塑性變形而滑移刀具繼續(xù)切入時，材料內(nèi)部的應(yīng)力、應(yīng)變繼續(xù)增大

2、，當(dāng)切應(yīng)力達(dá)到其斷裂強(qiáng)度時，金屬材料被擠裂沿刀具前刀面流出§11.3.1切屑的形成過程及切屑種類11.3.3積屑瘤1.積屑瘤的形成切削過程中，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，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切屑內(nèi)部的結(jié)合力時，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.2.積屑瘤對切削加工的影響有利方面保護(hù)刀具增加工作前角積屑瘤硬度很高可代替切削刃進(jìn)行切屑，減少

3、刀具的磨損積屑瘤的存在，使刀具的實(shí)際工作前角增大可減小切削變形和切削力，使切削輕快不利方面影響工件尺寸精度影響工件表面粗造度積屑瘤破裂后會劃傷表面，加快刀具磨損會形成硬點(diǎn)和毛刺，使工件表面粗造度值增大時大時小，時有時無，使切削力產(chǎn)生波動而引起振動積屑瘤的頂端突出于切削刃之外，使實(shí)際的切削深度不斷變化積屑瘤的控制影響積屑瘤的因素工件材料切削用量刀具角度切削液等控制措施增大前角可減小切削變形，降低切削溫度，減小積屑瘤的高度采用潤滑性能優(yōu)良的切削液可減少甚至消除積屑瘤11.3.4切削合力的構(gòu)成與分解11.3.4切削合力的構(gòu)成與分

4、解切削合力:前刀面受到切屑的壓力和摩擦力后刀面受到工件表面的壓力和摩擦力主切削力:切削合力在切削速度方向上的分力，垂直于基面，其大小約占總的切削合力的８５％～９０％背向力:切削合力在切削深度方向上的分力;它在基面內(nèi)，與切深方向相反進(jìn)給力：切削合力在進(jìn)給方向上的分力;它在基面內(nèi)，與進(jìn)給方向平行，但方向相反2.影響切削合力的因素3.切削功率切削功率是各切削分力消耗功率的總和工件材料切削用量刀具角度強(qiáng)度、硬度高、塑性、韌性大，合力大切削深度、進(jìn)給量、切削速度前角越大，切屑變形越小，切削合力越小11.3.5切削熱和切削溫度1.切削

5、熱的產(chǎn)生傳出及影響ａ．切削熱的來源切屑層的金屬發(fā)生彈性變形、塑性變形而產(chǎn)生大量的熱切屑與刀具前刀面產(chǎn)生的摩擦工件與刀具后刀面產(chǎn)生的摩擦切削熱的傳導(dǎo)傳入切屑，約占總熱量的５０％～８６％，對切削加工無不利影響傳入工件，約占總熱量的４０％～１０％，會使工件膨脹或伸長，產(chǎn)生尺寸和形狀誤差，影響加工精度傳入刀具，約占總熱量的９％～３％，使刀具溫度升高，硬度下降，磨損加快，耐用度降傳入周圍介質(zhì)，約占總熱量的１％，對切削加工無不利影響2.切削溫度及其影響因素3.降低切削溫度的措施切削溫度：是指刀具、切屑、工件接觸面上的平均溫度。(1)選

6、擇合理的幾何角度和切削用量(2)使用切削液其高低取決于切削時產(chǎn)生熱量的多少和傳導(dǎo)條件的好壞，切削用量、工件材料、刀具材料及角度等對切削溫度均有影響11.3.6刀具的磨損及刀具的耐用度刀具的磨損形式:前刀面磨損；后刀面磨損；前、后刀面同時磨損.刀具的磨損過程:初期磨損階段正常磨損階段急劇磨損階段刃磨后的刀具起前、后刀面上的高低不平，受到切屑的沖擊和摩擦?xí)r，將“凸峰”很快磨去，時間很短刀具上的高低不平已被磨去，磨損量增加緩慢且比較穩(wěn)定切削刃變鈍，刀具與工件之間的摩擦變大，切削力增大，切削溫度上升，磨損加劇，刀具失去正常的切削能

7、力刀具耐用度刀具允許的磨損限度通常用后刀面的磨損高度ＶＢ表示。但這種磨損標(biāo)準(zhǔn)很難掌握,而引入刀具耐用度的概念。指刀具刃磨后從開始切削直到磨損量達(dá)到磨損標(biāo)準(zhǔn)為止的切削時間用Ｔ表示。