金属切削原理与刀具ppt课件.ppt

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1、机械制造技术基础第二章金属切削原理与刀具2.金属切削过程1金属切削过程金属切削过程的变形切削的类型及控制切削力切削热和切削温度刀具磨损和刀具寿命2金属切削过程定义：刀具和工件相互作用形成切屑的过程。目的：使被加工零件的尺寸精度、形状和位置精度、表面质量达到设计与使用要求。两个基本条件：切削运动和刀具。过程中的现象：切削变形、切削力、切削热、积屑瘤、加工硬化和刀具磨损。意义：有助于切削加工技术的发展，保证加工质量，提高生产率和降低成本。金属切削过程3FABOM45°a）正挤压FABOM45°b）偏挤压OMFc）切削正挤压：金属材料受挤压时，最大剪应力方向与作用力方向约成45°偏挤

2、压：金属材料一部分受挤压时，OB线以下金属由于母体阻碍，不能沿AB线滑移，而只能沿OM线滑移切削：与偏挤压情况类似。弹性变形→剪切应力增大，达到屈服点→产生塑性变形，沿OM线滑移→剪切应力与滑移量继续增大，达到断裂强度→切屑与母体脱离。切削的形成过程金属切削过程中的变形4金属切削过程中的变形以塑性材料的切屑形成为例，金属切削区可大致划分为：三个变形区Ⅰ第一变形区Ⅱ第二变形区Ⅲ第三变形区5金属切削过程中的变形OA—始滑移线:塑性变形开始；OM—终滑移线：金属晶粒的剪切滑移基本完成，成为切屑。金属切削过程的塑性变形主要集中于此区域。变形的主要特征：剪切滑移变形加工硬化一般速度范围内

3、Ⅰ区宽度为0.02～0.2mm，速度越高，宽度越小，可看作一个剪切平面（1）第一变形区（剪切滑移区）6金属切削过程中的变形ⅠⅢⅡ前刀面挤压与摩擦，金属纤维化的二次变形。此变形区的变形是造成前刀面磨损和产生积屑瘤的主要原因。（2）第二变形区（挤压摩擦区）7金属切削过程中的变形ⅠⅢⅡ（3）第三变形区切削刃钝圆部分和后刀面的挤压和摩擦，并进一步产生弹、塑性变形，造成纤维化和加工硬化，影响巳加工表面质量。此区变形是造成已加工面加工硬化和残余应力的主要原因。刃前区：三个变形区汇集在切削刃附近，此处的应力集中而复杂，被切削层在此与工件本体材料分离（挤压摩擦回弹区）8切屑根部金相照片M刀具切

4、屑OA终滑移线始滑移线：τ=τsΦ剪切角金属切削过程中的变形9切屑的类型及控制1）带状切屑产生条件：加工塑性金属，且切削厚度较小，切削速度较高、刀具前角较大。优点：切削过程平稳，切削力波动范围小，已加工表面粗糙度较小。缺点：容易缠绕刀具或工件，影响加工过程。带状切屑切屑的类型（从变形观点出发）102）挤裂(节状)切屑产生条件：加工塑性金属，在低速、切削厚度较大、刀具前角较小特点：切削过程不平稳，切削力有波动，已加工表面粗糙度较大。挤裂切屑切屑的类型及控制113）单元(粒状)切屑产生条件：加工塑性金属，切削速度极低时，增大进给量，减小前角。特点：切削过程不平稳，切削力波动大，已加

5、工表面粗糙度大。粒状切屑切屑的类型及控制切塑性材料带状切屑挤裂切屑单元切屑↑γ0↑v↓hD↓γ0↓v↑hD↓γ0↓v↑hD↑γ0↑v↓hD124）崩碎切屑切脆性材料，工件材料越是脆硬、进给量越大则越容易产生这种切屑。材料所受应力超过了抗拉强度。切削力的幅度小，但波动大，切削过程不平稳，易损坏刀具，已加工表面粗糙。崩碎切屑切屑的类型及控制减小切削厚度，使切屑成针状或片状，同时提高切削速度，以增加工件材料的塑性。13切屑的控制1）采用断屑槽对流动中的切屑施加一定的约束力，使切屑应变增大，切屑卷曲半径减小。切屑的类型及控制切削加工中采用适当的措施来控制切屑的卷曲、流出与折断，形成“可

6、接受”的良好切屑。14切屑的类型及控制15增大刀具主偏角切削厚度变大，有利于断屑。2）改变刀具角度减小刀具前角可使切屑变形加大，切屑易于折断。刃倾角正值切屑常卷曲后碰到后刀面折断负值切屑常卷曲后碰到已加工表面折断切屑的类型及控制163）调整切削用量即据实际条件适当选择切削用量。进给量切削厚度对断屑有利加工表面粗糙度切削速度切削变形利于断屑切除效率切屑的类型及控制17积屑瘤的成因速度不高、切削塑性金属、形成带状切屑，刀具和切屑间的压力和摩擦，使得切屑冷焊并层积在前刀面上，形成硬度很高的一块剖面呈三角状的硬块，其硬度是工件材料硬度的2～3倍，能够代替刀刃进行切削，并以一定的频率生长

7、和脱落。这硬块称为积屑瘤。1）积屑瘤的形成积屑瘤的形成及其影响18（1）工件材料的性质塑性材料的加工硬化倾向越强，越易产生积屑瘤；切削区的温度和压力很低时，不会产生积屑瘤；切削区的温度太高时，由于材料变软，也不会产生积屑瘤。2）积屑瘤的成因（2）切削区的温度分布和压力分布有关。（3）刀具前角增大刀具前角可以有效抑制积屑瘤的形成。（4）冷却润滑条件加注切削液可以有效抑制积屑瘤的形成。积屑瘤的形成及其影响19根据积屑瘤的有无及生长高度Hb与切削速度关系，可分为四个区：（5）切削速度I区：切削速度