第一節(jié)金屬切削過程中的變形ppt課件.ppt

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1、第一節(jié)金屬切削過程中的變形切削過程中的許多物理現(xiàn)象，如切削力、切削熱、刀具磨損等，都與金屬的變形及其變化規(guī)律有密切的關系，研究切削過程對保證加工質量、提高生產率、降低成本和促進切削加工技術的發(fā)展，有著十分重要的意義。研究切削過程意義學習目的-討論金屬材料的切削過程。-研究切屑形成過程的物理本質及其變形規(guī)律。學習內容一、切屑的形成過程及其種類二、切削層金屬的變形三、切屑變形的規(guī)律現(xiàn)以塑性金屬材料為例，說明切屑的形成及切削過程中的變形情況。一、切屑的形成過程及其種類切削過程中的各種物理現(xiàn)象，都是以切屑形成過程為基礎的。了解切屑形成過程，對理解切削規(guī)律及其本質是非常重要。在切削過程中，被

2、切金屬層在前刀面的推力作用下產生剪應力，當剪應力達到并超過工件材料的屈服極限時，被切金屬層將沿著某—方向產生剪切滑移變形而逐漸累積在前刀面上，隨著切削運動的進行，這層累積物將連續(xù)不斷地沿前刀面流出，從而形成了被切除的切屑。簡言之，工件上切削層金屬,在刀具前刀面的推擠作用下發(fā)生了塑性變形，最后沿某一面剪切滑移形成了切屑。為切削脆性材料的切屑。由于工件材料不同，切削過程中的變形程度也就不同，因而產生的切屑種類也就多種多樣。主要有四種類型帶狀切屑節(jié)狀（擠裂）切屑粒狀（單元）切屑崩碎切屑為切削塑性材料的切屑它的內表面光滑，外表面毛茸。加工塑性金屬材料，當切削厚度較小、切削速度較高、刀具前角

3、較大時，一般常得到這類切屑。它的切削過程平衡，切削力波動較小，已加工表面粗糙度較小。帶狀切屑這類切屑與帶狀切屑不同之處在外表面呈鋸齒形，內表面有時有裂紋。這種切屑大多在切削速度較低、切削厚度較大、刀具前角較小時產生。擠裂切屑單元切屑如果在擠裂切屑的剪切面上，裂紋擴展到整個面上，則整個單元被切離，成為梯形的單元切屑。其中，帶狀切屑的切削過程最平穩(wěn)，單元切屑的切削力波動最大。在生產中最常見的是帶狀切屑，有時得到擠裂切屑，單元切屑則很少見。假如改變擠裂切屑的條件，如進一步減小刀具前角，減低切削速度，或加大切削厚度，就可以得到單元切屑。反之，則可以得到帶狀切屑。這說明切屑的形態(tài)是可以隨切削

4、條件而轉化的。以上三種切屑只有在加工塑性材料時才可能得到從切削過程來看，切屑在破裂前變形很小，和塑性材料的切屑形成機理也不同。它的脆斷主要是由于材料所受應力超過了它的抗拉極限。加工脆硬材料，如高硅鑄鐵、白口鐵等，特別是當切削厚度較大時常得到這種切屑。由于它的切削過程很不平穩(wěn)，容易破壞刀具，也有損于機床，已加工表面又粗糙，因此在生產中應力求避免。其方法是減小切削厚度，使切屑成針狀或片狀；同時適當提高切削速度，以增加工件材料的塑性。崩碎切屑屬于脆性材料的切屑。這種切屑的形狀是不規(guī)則的，加工表面是凸凹不平的。帶狀、粒狀、節(jié)狀、崩碎切屑是四種典型的切屑，但加工現(xiàn)場獲得的切屑，其形狀是多種

5、多樣的。在現(xiàn)代切削加工中，切削速度與金屬切除率達到了很高的水平，切削條件很惡劣，常常產生大量“不可接受”的切屑。因此是在切削加工中應采取適當?shù)拇胧﹣砜刂魄行嫉木砬?、流出與折斷，使形成“可接受”的良好屑形。既所謂的切屑控制（又稱切屑處理，工廠中一般簡稱為“斷屑”）。以直角自由切削方式切削塑性材料為基礎模型研究切屑形成過程。大量的實驗和理論分析證明，塑性金屬切削過程中切屑的形成過程就是切削層金屬的變形過程。二、切削層金屬的變形2、第一變形區(qū)（剪切滑移）3、第二變形區(qū)（纖維化）4、第三變形區(qū)（纖維化與加工硬化）1、變形區(qū)劃分二、切削層金屬的變形根據實驗，切削層金屬在刀具作用下變成切屑的形

6、態(tài)大體可劃分為三個變形區(qū)1、變形區(qū)劃分第一變形區(qū)（剪切滑移）第二變形區(qū)（纖維化）第三變形區(qū)（纖維化與加工硬化）從OA線開始金屬發(fā)生剪切變形，到OM線金屬晶粒的剪切滑移基本結束，AOM區(qū)域稱為第一變形區(qū)（或剪切區(qū)），是切屑變形的基本區(qū)，其變形主要特點就是晶粒沿滑移線的剪切變形并隨之產生加工硬化。2、第一變形區(qū)（剪切滑移）如圖,當被切削層金屬中某點P，向切削刃逼近到達1點時，其切應力達到材料的屈服強度時點1在向前移動的同時，也沿OA滑移其合成運動將點1流動到2點?；屏繛?-2′。隨著滑移的產生，切應力將逐漸增大直到4位置，此時其流動方向與前刀面平行，不再沿OM線滑移。所以OM為終滑移

7、線，OA為始滑移線。圖中的OA、OM虛線實際上是等切應力曲線。2、第一變形區(qū)（剪切滑移）（1）第一變形區(qū)內金屬的剪切變形過程加工過程演示2、第一變形區(qū)（剪切滑移）（1）第一變形區(qū)內金屬的剪切變形過程在OA到OM之間整個變形區(qū)內，其變形主要特點就是沿滑移線的剪切變形以及隨之產生的加工硬化。從晶體結構看，就是沿晶格中晶面的滑移。切削過程中的晶?；埔娙缦聢D設金屬晶粒是圓形，當受到剪切應力后晶格中晶面發(fā)生滑移，晶粒呈橢圓形，直徑AB變?yōu)闄E圓長軸A′B′，最后A〞B〞成為晶粒