切削概述切削力与切削热

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1、金属切削原理致一斋金属切削刀具学社致一斋主人RobertTang2014年12月编辑整理切屑的变形切与削只有切断面发生变形切其他部分的形状不变（Cutting）羊羹刀削（Machining）向原来的铅笔粘回,无论如何也不能恢复原来的形状金属的切削→Machining切屑摩刀尖擦工具碰撞刀尖附近的温度分布(前刀面的实测值)加工物与切削工具碰撞分断切屑制品4什么叫做切削所谓切削，就是刀具与被加工材质之间剧烈的撞击与摩擦，使材质剥离母体。金属材料受刀具作用后,经过弹性变形→弹-塑性变形→挤压分离三阶段,沿刀具前刀面滑出形成切屑。第一变形区：始滑移面OA与终滑移面

2、OE之间的区域,金属切削过程的塑性变形主要集中于此,变形量最大。切削力和切削热的主要来源。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,流动速度缓慢，基本与前刀面平行;切屑排出时受前刀面挤压与摩擦。是造成前刀面磨损和产生积屑瘤的主要原因。第三变形区：已加工面受到后刀面挤压与摩擦产生的变形和加工硬化的区域。是造成后刀面磨损、已加工表面的质量（表面粗糙度、加工硬化和残余应力）的主要原因。第三变形区切屑的形成刀具切削层45°MA45°MAFMFBOOFBOa）正挤压b）偏挤压c）切削切屑变形的度量γocφallacoso变形系数：

3、0tglcacsino剪切变形示意图Scos相对滑移系数ctgtg()00ysincos()0Arcos0Botgsino（1）当前角0增大时，角随之增大，变形减小。（2）当摩擦角增大时，角随之减小，变形增大。切屑变形度量与前角γo=10°εγo=20°γo=15°150γo=45°γo=60°ξ22sin1ocoso前刀面的磨擦对切屑变形的影响•切削层的截面积AcAaaccw•剪切面的截面积AsAAcssin•剪切力：AFAcFFcos(

4、)sssr0sin•总切削力：FAscFrcos()sincos()00FFcos()zr0Fytg()0FFFsin()zyr0切屑变形的变化规律图2-19工件材料强度对切屑变形的影响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（高碳钢/不锈钢）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（碳素钢/合金钢）时产生。崩碎切屑：不规则屑片，较低

5、vc，较大ap/f加工脆性金属（铸铁）时产生。切削运动切削加工切削加工时利用机床和切削工具，将工件需要去除的部分当作切屑削掉，制造出所需要的大小和形状产品的作业。例如，苹果削皮或者刨子削木也是切削加工，这时所使用的刀具（小刀、刨子）就是切削工具。任何切削加工都必须具备3个基本条件:切削工具、工件和切削运动。切削运动（1）主运动使工件与刀具产生相对运动,以进行切削的最基本的运动称为主运动:主运动的速度最高，消耗的功率最大。（2）进给运动使主运动能够继续切除工件上多余的金属，以便形成工件表现所需的运动称为进给运动。注释:1、主运动可以是旋转运动，也可以是往复运

6、动；2、主运动可以是工件来实现（车外圆）,也可以是刀具来实现（刨、铣加工）;3、主运动只有一个，进给运动可以一个以上。加工表面（1）待加工表面：即将被切去的表面。（2）已加工表面：已经切去一层金属，在工件上形成的新表面。（3）加工表面（过渡表面）：切削刃正在切削的表面。已加工表面待加工表面加工表面主运动已加工表面主运动加工表面待加工表面进给运动进给运动切削热与温度切削热和由它产生的切削温度会使整个工艺系统的温度升高，一方面会引起工艺系统的变形，另一方面会加速刀具的磨损，从而影响工件的加工精度、表面质量及刀具的耐用度。切削热的产生切削过程变形和摩擦所消耗的功

7、转变为切削热。★主要来源第一变形区内被切削金属层的弹、塑性变形所消耗的功转变成的热；第二变形区内切削底层与刀具前刀面摩擦所产生的的热；第三变形区内刀具后刀面与工件已加工表面摩擦所产生的热。塑性材料：主要来源于第Ⅰ变形区内切屑的变形功。切削热的产生脆性材料：主要来源于第Ⅲ变形区内工件与后刀面的摩擦功。热能在工件、切屑及刀具里的分布取决于加工条件，对其影响较大的为切削速度、切削厚度、刀片的几何形状及刀片的磨损程度。①工件产生热变形，影响加工精度;②刀具温度升高，磨损加剧，甚至使刀具丧失切削能力;③切屑形成的热源，影响机床精度。切削温度分布★切削塑性材料——前刀

8、面靠近刀尖处温度最高★切削脆性材料——后刀面靠近刀尖处温度最高工件