第四节 切削加工过程.ppt

第四节切削加工的现象与规律
一. 切削变形
(一)、金属切削过程
变形区的划分
第一变形区:始滑移面OA与终滑移面OE之间的区域,变形量最大。
第二变形区:与前刀面接触的切屑底层的变形区域,靠近前刀面处金属纤维化,基本与前刀面平行。
第三变形区:与已加工表面层内产生的变形区域,产生金属纤维化和加工硬化。
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(1)切屑的形成Chip formation
金属材料受***作用后,经过
弹性变形→弹-塑性变形→挤压分离三阶段,沿***前刀面滑出形成切屑
(二)、切屑的种类和形状
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崩碎切屑:不规则屑片,较低 vc,较大ap,f 加工脆性金属时产生。
(2)切屑的种类:由于加工材料和切削条件的不同,产生的切屑主要有三种类型:
节状(挤裂)切屑:上表面锯齿状,下表面光滑的连续切屑,较低 vc,较大ap,f 加工中等硬度塑性金属时产生。
带状切屑:上表面毛茸状,下表面光滑的连续切屑,大γ0,高vc,小ap,f 加工塑性金属时产生。
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(三)、切屑的控制
目的:保护操作者安排,使机床能正常工作,不划伤已加工表面。
常用方法:在***上磨出卷屑槽或使用带卷屑槽的可转位刀片。
断屑方式:在工件上撞断,在***上撞断,卷成发条屑挤断,卷成螺卷屑、甩断
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形成条件:中低速切削塑性金属
特性:无→有→小→大→脱落周期性
对切削过程的影响:保护刀刃;使工作前角增大,切削刀减小;切削平稳性差;影响加工精度和表面粗糙度。
(四)、积屑瘤
积屑瘤BUE:切削塑性金属时在前刀面上会粘有一个楔块,这块金属称为积屑瘤。在切屑刃附近,由于塑性变形,硬度比工件材料高2~3倍。
精加工时要避免积屑瘤,应采用高速切削,或低速切削,增大***前角,研磨前刀面或使用切削液,可以减小切削区变形,减小切削屑与刀面的磨摩擦,从而减少积屑瘤的产生。
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二、切削力
1、***作用在工件上或工件反作用于***的力称为切削力。
2、切削力的分解:
主切削力Fc:总切削力在主运动方向上的正投影,消耗功率最多,占机床总功率的95%-99%;作用在工件上称为切向力
背切削力Fp :总切削力在垂直于工作平面上的分力。作用在工件上称径向力
进给切削力Ff:总切削力在进给运动方向上的正投影,只消耗机床总功率的5%-1%作用在工件上称轴向力;
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因此,总切削力F:
在基面内切削力分解:
Fr是总切削力在基面的分力。
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工件材料:材料成分、组织和力削性能是影响切削力的主要因素。强度、硬度、塑性、韧性越大切削力越大;
切削用量:影响最大的是ap ,其次是f,切削速度c最小,Fc与ap 是1:1,f影响70~80%, c 影响积屑瘤的存在,有积屑瘤时F明显减小。
***几何角度:0增大,刃口锋利、切削变形小,摩擦小,切削力减小;o增大、摩擦减小,切削力减小;Kr增大Fp减小;正s,Fp减小Ff增大。
其它因素:切削液使用润滑条件好,切削力减小,***磨损后切削力剧增。
3、影响切削力的因素:
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4、切削力估算与切削功率
切削功率 Pc=FcVc
车45钢:
车中等硬度铸铁:
切削力可以用经验公式估算:
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三、切削热和切削温度
切削热的来源
Q总=Q变形+Q前摩+Q后摩
切削热的传出
Q总=Q屑+Q工+Q刀+Q介
(一)、切削热
切削过程中材料的变形、切屑、工件与***间摩擦所消耗的功绝大部分转化成热,称为切削热
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