切削用量對切屑變形的影響

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1、切削用量對切屑變形的影響：切削速度：切削塑性金屬材料時，切削速度對切削變形的影響呈波浪形；進給量：進給量增大，則切削厚度增大，切削變形減小，變形因數(shù)減??；背吃刀量：對切屑變形的影響較小。切屑卷曲和折斷機理：切屑沿刀具前面流出的過程中，受到前面的擠壓和摩擦而進一步變形，使得切屑底部被擠而伸長，切屑背面相對縮短，切屑就自然會逆時針卷曲。如果刀具的前角較小，則切屑流出過程中受到的擠壓和摩擦變大，切屑就會卷得更緊。切屑卷曲過程中，若切屑中的彎曲應(yīng)力達到材料的彎曲強度極限，則切屑就會自行折斷。切屑卷曲與折斷的機理解釋①

2、自由切屑的卷曲機理由于前刀面和剪切面上對切屑的作用力大小相等，方向相反，但是不共線，因而產(chǎn)生了彎矩，導致切屑卷曲。（劉培德）②受控切屑的卷曲機理圖1-12a為帶倒棱的全圓弧形卷屑槽的卷屑機理，圖1-12b為直線形卷屑槽的卷屑機理。都采用卷屑槽的方式實現(xiàn)切屑卷曲的控制。③切屑折斷的機理圖1-13分別為螺卷屑、發(fā)條狀屑和C形屑折斷的機理，其主要原因是由于切屑環(huán)的內(nèi)側(cè)拉應(yīng)力大于切屑材料的彎曲應(yīng)力極限。影響切屑卷曲和折斷的主要因素：工件材料性能：工件材料的屈服極限、彈性模量越小，塑性越低，越易折斷；切削用量：切削厚度

3、小，背吃刀量大，切削速度高，斷屑難；刀具前角：前角小，變形大，易折。影響切削力的因素：工件材料的影響（系數(shù)CF或單位切削力kc體現(xiàn)）工件材料的強度、硬度、塑性和韌性越大，切削力越大。（二）切削用量的影響背吃刀量ap↑→Ac成正比↑，kc不變，ap的指數(shù)約等于1，因而切削力成正比增加；進給量f↑→Ac成正比↑，但kc略減小，f的指數(shù)小于1，因而切削力增加但與f不成正比。速度v對F的影響分為有積屑瘤和無積屑瘤兩種情況，在無積屑瘤階段，v↑→變形程度↓→切削力減小切削溫度的分布規(guī)律：1.剪切面上各點的溫度基本一致;

4、2.前、后刀面上的最高溫度都處于離刀刃一定距離的地方；后刀面的溫度降低和升高在極短時間內(nèi)完成；3.在剪切區(qū)域內(nèi)，垂直于剪切方向上的溫度梯度較大；垂直于前刀面的切屑底層的溫度梯度較大；4.工件材料塑性越大，前刀面與切屑的接觸長度越長，溫度分布越均勻；工件材料脆性越大，最高溫度所在的點離刀刃越近；工件材料導熱系數(shù)越低，前、后刀面上的溫度越高。刀具磨損機理：①前刀面磨損產(chǎn)生機理：切塑性材料，v和ac較大時，切屑與前刀面完全是新鮮的表面接觸和摩擦，化學反應(yīng)強烈；高溫高壓下，切削液難以進入刀屑接觸區(qū)，產(chǎn)生前刀面磨損。②

5、后刀面磨損（磨損帶磨損）產(chǎn)生機理：切鑄鐵或v和ac較小切塑性材料時，由于刀具后刀面與工件已加工表面接觸區(qū)的擠壓和摩擦而造成后刀面磨損。③邊界磨損產(chǎn)生機理：邊界處的加工硬化層、硬質(zhì)點、較大的應(yīng)力梯度和溫度梯度所造成。刀具破損的形態(tài)及原因：一、刀具脆性破損崩刃：在切削刃上產(chǎn)生小缺口，是一種早期破損的形式碎斷：在切削刃上發(fā)生小塊碎裂和大塊斷裂。剝落：在前后刀面幾乎平行于切削刃而剝下的一層碎片。裂紋破損：刀具在較長時間斷續(xù)切削后，由于疲勞而引起裂紋的磨損。二、刀具塑性破損切削時，由于高溫高壓的作用，在前后刀面和茄屑的

6、接觸層上，刀具表面材料發(fā)生塑性流動而喪失切削能力。三、刀具脆性破損的原因發(fā)生破損的原因主要有：沖擊、機械疲勞和熱疲勞。1.引起早期破損的原因主要是機械沖擊造成的結(jié)果。2.刀具后期疲勞破損的原因是在機械與熱沖擊作用下，刀具內(nèi)裂紋失穩(wěn)擴展所致。加工硬化產(chǎn)生的原因一方面，已加工表面的形成過程中，表面金屬層經(jīng)受了復雜的塑性變形。另一方面，低于相變溫度的切削溫度使金屬弱化，更高的切削溫度使金屬發(fā)生相變。已加工表面就是上述兩個方面的綜合結(jié)果。如果是塑性變形占主導地位，產(chǎn)生加工硬化，即強化作用；如果是切削溫度占主導地位，當

7、切削溫度引起退火時，產(chǎn)生弱化作用；當切削溫度引起淬火時，產(chǎn)生強化作用。切削條件的合理選擇①刀具材料：要求耐磨、強度高、耐熱沖擊。如YW類和YN類硬質(zhì)合金。選用高溫高硬度的高釩高鉆高速鋼；或選用碳化物細小均勻的鉬系高速鋼以避免崩刃；②切削用量：為普通結(jié)構(gòu)鋼的1/8～1/2左右，當材料強度σb=1.47～1.666Gpa時，切削速度v=40～65m/min，材料強度增大時，切削速度按反比于其強度的平方進行修正；用高速鋼刀具時，切削速度很低，一般v=3～10m/min。進給量一般要大于0.05mm/r；③刀具參數(shù)：

8、為了防止崩刃，增強刀刃，前角應(yīng)選小值或選負值，刀刃的粗糙度應(yīng)該很小，刀刃刃形上不應(yīng)有尖角，尖角必須用圓弧代替，刀尖圓弧半徑在0.8mm以上；④切削液：充分冷卻，使用硬質(zhì)合金刀具時不宜使用水溶性切削液，以免刀刃承受較大的熱沖擊，引起崩刃；⑤切削加工性改善：荒車及粗車一般應(yīng)在退火或退火狀態(tài)下進行，同時要注意斷屑問題。切削條件的合理選擇1、刀具的選擇刀具的刀刃應(yīng)該始終保持鋒利。前角應(yīng)為正值，但不能過大，后