金属切削过程中的物理现象课件.ppt

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1、金属切削原理与刀具PrincipleofMetalCuttingandCuttingTools第11.3章金属切削加工过程中的物理现象11.3金属切削过程中的物理现象11.3.1金属的切削实质金属在切削过程中，会出现一系列物理现象，如金属变形、切削力、切削热、刀具磨损等物理现象。§11.3.1切屑的形成过程及切屑种类1.切屑形成过程切削层的金属弹性变形塑性变形挤裂切离切屑切削层的金属受到刀具前刀面的推挤后产生弹性变形随着切应力、切应变逐渐增大，达到其屈服强度时，产生塑性变形而滑移刀具继续切入时，材料内部的应力、应变继续增大

2、，当切应力达到其断裂强度时，金属材料被挤裂沿刀具前刀面流出§11.3.1切屑的形成过程及切屑种类11.3.3积屑瘤1.积屑瘤的形成切削过程中，由于金属的挤压和强烈摩擦，使切屑与前刀面之间产生很大的应力和很高的切削温度。当应力和温度条件适当时，切屑底层与前刀面之间的摩擦力很大，使得切屑底层流出速度变得缓慢，形成一层很薄的“滞流层”，当滞流层与前刀面的摩擦阻力超过切屑内部的结合力时，滞流层的金属与切屑分离而粘附在切削刃附近形成积屑瘤.2.积屑瘤对切削加工的影响有利方面保护刀具增加工作前角积屑瘤硬度很高可代替切削刃进行切屑，减少

3、刀具的磨损积屑瘤的存在，使刀具的实际工作前角增大可减小切削变形和切削力，使切削轻快不利方面影响工件尺寸精度影响工件表面粗造度积屑瘤破裂后会划伤表面，加快刀具磨损会形成硬点和毛刺，使工件表面粗造度值增大时大时小，时有时无，使切削力产生波动而引起振动积屑瘤的顶端突出于切削刃之外，使实际的切削深度不断变化积屑瘤的控制影响积屑瘤的因素工件材料切削用量刀具角度切削液等控制措施增大前角可减小切削变形，降低切削温度，减小积屑瘤的高度采用润滑性能优良的切削液可减少甚至消除积屑瘤11.3.4切削合力的构成与分解11.3.4切削合力的构成与分

4、解切削合力:前刀面受到切屑的压力和摩擦力后刀面受到工件表面的压力和摩擦力主切削力:切削合力在切削速度方向上的分力，垂直于基面，其大小约占总的切削合力的８５％～９０％背向力:切削合力在切削深度方向上的分力;它在基面内，与切深方向相反进给力：切削合力在进给方向上的分力;它在基面内，与进给方向平行，但方向相反2.影响切削合力的因素3.切削功率切削功率是各切削分力消耗功率的总和工件材料切削用量刀具角度强度、硬度高、塑性、韧性大，合力大切削深度、进给量、切削速度前角越大，切屑变形越小，切削合力越小11.3.5切削热和切削温度1.切削

5、热的产生传出及影响ａ．切削热的来源切屑层的金属发生弹性变形、塑性变形而产生大量的热切屑与刀具前刀面产生的摩擦工件与刀具后刀面产生的摩擦切削热的传导传入切屑，约占总热量的５０％～８６％，对切削加工无不利影响传入工件，约占总热量的４０％～１０％，会使工件膨胀或伸长，产生尺寸和形状误差，影响加工精度传入刀具，约占总热量的９％～３％，使刀具温度升高，硬度下降，磨损加快，耐用度降传入周围介质，约占总热量的１％，对切削加工无不利影响2.切削温度及其影响因素3.降低切削温度的措施切削温度：是指刀具、切屑、工件接触面上的平均温度。(1)选

6、择合理的几何角度和切削用量(2)使用切削液其高低取决于切削时产生热量的多少和传导条件的好坏，切削用量、工件材料、刀具材料及角度等对切削温度均有影响11.3.6刀具的磨损及刀具的耐用度刀具的磨损形式:前刀面磨损；后刀面磨损；前、后刀面同时磨损.刀具的磨损过程:初期磨损阶段正常磨损阶段急剧磨损阶段刃磨后的刀具起前、后刀面上的高低不平，受到切屑的冲击和摩擦时，将“凸峰”很快磨去，时间很短刀具上的高低不平已被磨去，磨损量增加缓慢且比较稳定切削刃变钝，刀具与工件之间的摩擦变大，切削力增大，切削温度上升，磨损加剧，刀具失去正常的切削能

7、力刀具耐用度刀具允许的磨损限度通常用后刀面的磨损高度ＶＢ表示。但这种磨损标准很难掌握,而引入刀具耐用度的概念。指刀具刃磨后从开始切削直到磨损量达到磨损标准为止的切削时间用Ｔ表示。