金屬切削原理——切削變形

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第3章金屬切削原理--機械制造及自動化系

1切屑形成視頻單元z切屑的形成與切削變形區(qū)z.1切屑的形成

23.1切削過程1.切削和磨削是機械加工的主要方法研究的意義？2.切削（磨削）過程中會產(chǎn)生切削力、切削熱切屑會有不同的形狀切削刀具會發(fā)生磨損------使工件產(chǎn)生變形、溫度升高，影響：工件加工精度和表面質(zhì)量切削加工效率切削加工生產(chǎn)成本3.探索和掌握金屬切削過程的基本規(guī)律，控制切削工程主要內(nèi)容：刀具幾何參數(shù)和切削用量對切削效果（工件和刀具）的影響規(guī)律

3依據(jù)材料力學(xué)理論單元z切屑的形成與切削變形區(qū)FABOM45°a）正擠壓FABOM45°b）偏擠壓正擠壓：金屬材料受擠壓時，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，OB線以下金屬由于母體阻礙，不能沿AB線滑移，而只能沿OM線滑移

4依據(jù)材料力學(xué)理論單元z切屑的形成與切削變形區(qū)FABOM45°a）正擠壓FABOM45°b）偏擠壓OMFc）切削正擠壓：金屬材料受擠壓時，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，OB線以下金屬由于母體阻礙，不能沿AB線滑移，而只能沿OM線滑移切削：彈性變形→剪切應(yīng)力增大，達到屈服點→產(chǎn)生塑性變形，沿OM線滑移→剪切應(yīng)力與滑移量繼續(xù)增大，達到斷裂強度→切屑與母體脫離

5單元z切屑的形成與切削變形區(qū)z.1切屑的形成

63.1.1切屑的形成過程！切屑的形成過程實質(zhì)是切削層受到前刀面的擠壓后產(chǎn)生的以滑移為主的塑性變形過程0.02一0.2mmOM—終滑移線OA—始滑移線

73.1.2切削過程的三個變形區(qū)剪切面OM---第一變形區(qū)切削層經(jīng)過剪切面內(nèi)的剪切滑移變形后轉(zhuǎn)變成切屑剪切角Φ---剪切面與切削速度方向之間的夾角剪切角衡量變形①---剪切角大切削變形小前角增大---變形減小1.第一變形區(qū)內(nèi)變形及變形程度的衡量γ0Φ≈π/4–β＋γ0γ0↑→Φ↑→

81.第一變形區(qū)內(nèi)變形及變形程度的衡量變形系數(shù)衡量變形大小②前角增大，變形系數(shù)減小剪切角增大，變形系數(shù)減小==

91.第一變形區(qū)內(nèi)變形及變形程度的衡量ε=Δs/Δy=ctanΦ+tan(Φ-γ0）結(jié)論：第一變形區(qū)產(chǎn)生剪切滑移變形，且剪切角與前角γ0是影響切削變形的兩個主要因素。如果增大前角γ0和剪切角，使相對滑移ε、變形系數(shù)∧h減小，則切削變形減小。相對滑移衡量變形大小③剪切角愈小，剪切變形量愈大，即切屑變形愈大與變形系數(shù)有相互計算關(guān)系

103.1.2切削過程中的三個變形區(qū)2.第二變形區(qū)內(nèi)變形及積屑瘤第二變形區(qū)---靠前刀面處切屑底層纖維化產(chǎn)生積屑瘤摩擦生熱切削溫度升高刀具前刀面磨損

11條件：工件是塑性金屬切削速度不高進給量（切削層厚度）較大前角不大潤滑不好？？？影響切削過程利與弊控制2.第二變形區(qū)內(nèi)變形及積屑瘤積屑瘤

12積屑瘤對切削過程的影響：代替刀具切削，保護刀具實際切削前角增大，切削變形減小，切削力減小產(chǎn)生過切影響尺寸精度犁溝、脫落、鑲嵌，增大已加工表面粗糙度！積屑瘤對精加工是不利的，應(yīng)避免它產(chǎn)生。2.第二變形區(qū)內(nèi)變形及積屑瘤

13避免積屑瘤：降低工材塑性合理選切削速度增大前角減小進給量采用潤滑液2.第二變形區(qū)內(nèi)變形及積屑瘤積屑瘤產(chǎn)生的條件：工件是塑性金屬切削速度不高進給量（切削層厚度）較大前角不大潤滑不好

143.1.2切削過程中的三個變形區(qū)2.第三變形區(qū)內(nèi)變形及已加工表面質(zhì)量第三變形區(qū)---已加工表面纖維化摩擦生熱切削溫度升高刀具后刀面磨損

153.1.3切屑變形的表示方法γ0剪切角大切削變形小-----剪切角衡量變形①變形系數(shù)-----變形系數(shù)衡量變形②相對滑移ε=Δs/Δy-----衡量變形大小③

163.1.4（教材3.1.6）影響切屑變形的因素切屑生成的所有條件對切屑變形都有影響，但影響的程度不同工件刀具條件材料強度材料硬度材料幾何參數(shù)切削用量冷卻潤滑前角后角：：切削速度進給量背吃刀量

17實驗結(jié)果？變形系數(shù)大于1強度、硬度越高變形越小3.1.4（教材3.1.6）影響切屑變形的因素

18實驗結(jié)果？同樣切削速度下，前角越大，變形越??；一定前角下變形隨速度的變化成一定曲線

19實驗結(jié)果？切削速度對變形影響有三個階段積屑瘤區(qū)隨著切削速度提高變形先減小后增大無積屑瘤區(qū)隨切削速度提高變形減小

20實驗結(jié)果？切削速度對變形影響有三個階段---駝峰曲線積屑瘤區(qū)隨著切削速度提高變形先減小后增大無積屑瘤區(qū)隨切削速度提高變形減小背吃刀量的變化對變形沒影響進給量？

21實驗結(jié)果？不生成積屑瘤的切削速度下，進給量越大，切屑變形越??；能生成積屑瘤的切削速度下，也呈駝峰曲線。

223.1.4影響切屑變形的因素工件材料---強度和硬度越大，變形系數(shù)∧h越小，即切屑變形越小。刀具前角---γo越大，剪切角φ變大，變形系數(shù)∧h越小即切屑變形越小。切削速度---呈駝峰曲線進給量---無積屑瘤區(qū)進給量越大，變形系數(shù)∧h就越小，即切屑變形越小；

23切屑類型帶狀切屑擠裂切屑節(jié)狀切屑崩碎切屑3.1.5（教材3.1.7）切屑類型及其控制

24切脆性材料3.1.5切屑類型及切屑控制帶狀切屑切削平穩(wěn)，力波動小，加工面光潔，斷屑難節(jié)狀切屑滑移量較大，局部剪應(yīng)力達斷裂強度粒狀切屑切削不平穩(wěn)，力波動大，加工表面粗糙少見崩碎切屑不平穩(wěn),表面粗糙切塑性材料

25帶狀切屑擠裂切屑單元切屑崩碎切屑↑γ0↑v↓ac↓γ0↓v↑ac↓γ0↓v↑ac↑γ0↑v↓ac應(yīng)↑γ0↑v↓ac3.1.5切屑類型及切屑控制

263.1.5切屑類型及切屑控制2）斷屑是對已變形的切屑再附加一次變形，如切屑碰到工件的待加工表面或刀具的后刀面或其它附加的斷屑裝置1）切屑的卷曲是切屑基本變形或經(jīng)過卷屑槽使之產(chǎn)生附加變形的結(jié)果。

27問題基于變形，如何選擇刀具幾何參數(shù)和切削用量？工件材料強度、硬度越大變形越小，-----越省力？