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。(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?崩碎切屑: 不规则屑片,较低 v c, 较大 a p,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 v c,较大 a p,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γ 0,高 vc ,小 a p, f 加工塑性金属时产生。(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。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; 因此,总切削力 F: 222fpcFFFF??? r pK Fr F cos ?? r fK Fr F sin ??在基面内切削力分解: Fr是总切削力在基面的分力。?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 a p,其次是 f,切削速度? c最小, Fc与a p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; K r增大F p减小;正? s,F p减小 F f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: 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: faF pc2?faF ?切削力可以用经验公式估算: 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