切屑的形成过程.ppt

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1、一、切屑的形成过程1．变形区的划分图2．切屑的受力分析如将上述两对力都画在切削刃的前方，就得到直角自由切削时力与角度的关系图。如用测力仪直接测得作用在刀具上的切削分力和，在忽略被切材料对刀具后刀面作用力的条件下，即可求得前刀面对切屑作用的摩擦角β，进而可近似求得前刀面与切屑间的摩擦系数μ。二、切削变形程度切削变形程度有三种不同的表示方法，分述如下。在切削过程中，刀具切下的切屑厚度通常都大于工件切削层厚度，而切屑长度却小于切削层长度。切屑厚度与切削层厚度之比称为厚度变形系数；而切削层长度与切屑长度之比称为长度变形系数。1．变形系数图

2、由于切削层变成切屑后，宽度变化很小，根据体积不变原理，可求得==既然切削过程中金属变形的主要形式是剪切滑移，当然就可以用相对滑移（剪应变）。来衡量切削过程的变形程度。如图中，平行四边形OHNM发生剪切变形后，变为平行四边形OCPM，其相对滑移图2．相对滑移ε在剪切面上，金属产生了滑移变形，最大剪应力就在剪切面上。图为直角自由切削状态下的作用力分析，在垂直于切削合力F方向的平面内剪应力为零，切削合力F的方向就是主应力的方向。根据材料力学平面应力状态理论，主应力方向与最大剪应力方向的夹角应为45，即Fs与F的夹角应为45，故有图3．剪

3、切角φ分析上式可知：1）前角增大时，剪切角随之增大，变形减小。这表明增大刀具前角可减少切削变形，对改善切削过程有利。2）摩擦角增大时，剪切角随之减小，变形增大。提高刀具刃磨质量、采用润滑性能好的切削液可以减小前刀面和切屑之间的摩擦系数，有利于改善切削过程。三、前刀面上的摩擦由于σ(x)随x变化，故在粘结接触区切屑与前刀面的摩擦系数是一个变值，离切削刃越远，摩擦系数越大，其平均摩擦系数粘结接触区上各点的摩擦系数四、积屑瘤的形成及其对切削过程的影响1．积屑瘤的形成及其影响积屑瘤的产生及其成长与工件材料的性质、切削区的温度分布和压力分布

4、有关。塑性材料的加工硬化倾向越强，越易产生积屑瘤；在背吃刀量和进给量f保持一定时，积屑瘤高度Hb与切削速度有密切关系，因为切削过程中产生的热是随切削速度的提高而增加的。2．积屑瘤对切削过程的影响（1）使刀具前角变大（2）使切削厚度变化（3）使加工表面粗糙度增（4）对刀具寿命的影响积屑瘤对切削过程的影响有积极的一面，也有消极的一面。精加工时必须防止积屑瘤的产生，可采取的控制措施有：（2）使用润滑性能好的切削液，目的在于减小切屑底层材料与刀具前刀面间的摩擦。（1）正确选用切削速度，使切削速度避开产生积屑瘤的区域。（3）增大刀具前角，减

5、小刀具前刀面与切屑之间的压力。（4）适当提高工件材料硬度，减小加工硬化倾向。五、影响切屑变形的因素1．工件材料工件材料强度越高，切屑和前刀面的接触长度越短，导致切屑和钢刀面的接触面积减小，前刀面上的平均正应力增大，前刀面与切屑间的摩擦系数减小，摩擦角β减小，剪切角φ增大，变形系数将随之减小。增大刀具前角γo，剪切角φ将随之增大，变形系数将随之减小；但γo增大后，前刀面倾斜程度加大，切屑作用在前刀面上的平均正应力σav减小，使摩擦角β和摩擦系数μ增大而导致φ减小。由于后一方面影响较小，还是随的γo增加而减小。2．刀具前角γ03．切削

6、速度Vc在无积屑瘤产生的切削速度范围内，切削速度越大，变形系数越小。主要是因为塑性变形的传播速度较弹性变形慢，切削速度越高，切削变形越不充分，导致变形系数下降。此外，提高切削速度还会使切削温度增高，切屑底层材料的剪切屈服强度τs因温度的增高而略有下降，导致前刀面摩擦系数μ减小，使变形系数下降。在无积屑瘤的切削速度范围内，切削层公称厚度越大，变形系数越小。4．切削层公称厚度