机械制造工程学3课件学习资料.ppt

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1、机械制造工程学3课件1.第一变形区从OA线开始发生塑性变形，到OM线金属晶粒的剪切滑移基本完成，这一区域称为第一变形区(Ⅰ)。剪切滑移第一变形区特征：被切削金属的某一点在切削过程中流动的轨迹------流线Ⅰ2.第二变形区3.第三变形区Ⅰ切屑沿前刀面排出时进一步受到前刀面的挤压和摩擦，使靠近前刀面处的金属纤维化，其方向基本上和前刀面相平行。这部分叫第二变形区（Ⅱ）。已加工表面受到切削刃钝圆部分和后刀面的挤压、摩擦与回弹，造成纤维化与加工硬化。这一部分的格子线变形也是较密集的，称为第三变形区（Ⅲ）。ⅡⅢ二、切屑类型前三种是切塑性材料时切脆性材料时v↗f↗apγ0↗1、带状切屑2、节状切屑

2、3、粒状切屑（单元切削）4、崩碎切屑1.带状切屑2.管状切屑3.盘旋状切屑4.外形螺旋切屑5.锥形螺旋切屑6.弧形切屑7.单元切屑8.针形切屑acach一、切屑变形程度的表示方法实验表明: 实验前   Lc,    ac实验后Lch,    ach切屑厚度变形系数ξa切屑长度变形系数ξl>1⑴用变形系数ξ表示切屑变形程度有三种表示方法ξ愈大，变形愈严重acachLC第二节切屑变形及基本规律⑵用剪切角Φ表示切屑变形程度剪切角Φ:把第一变形区看成是受压缩的一个剪切面OM剪切面OM与切削速度之间的夹角。achac剪切角Φ愈大：剪切面积愈小，切削力愈小，切屑变形愈小。剪切角Φ愈小：剪切面积愈大

3、，切削力愈大，切屑变形愈大。Φ⑶用相对滑移ε表示切屑变形程度△S△Y△S△YacachKε=又∵∴⑴变形系数ξ≠ε剪应变。γ0=-150γ0=150γ0=0⑵当ξ>=1.5ξ↑，ε↑∴在一定程度上ξ可以反应ε。⑶当ξ=1ac=ach剪应变并不等于零，但切屑有变形。⑷当γ0=-15°~30°,γ0↓→ε↑⑸当ξ<1.2时，不能用ξ表示变形程度。24变形系数ξ剪应变ε讨论：FnsFsFnFfΦγ0βω=β-γ0作用在切屑上的力Fs剪切面上的剪切力Fns剪切面上的正压力Ff前刀面上的摩擦力Fn前刀面上的正压力Fr合力剪切角Φ前角γ0作用角ω：合力与速度方向的夹角摩擦角β二、剪切角计算公式Fr

4、FsFnsFyFzFfFnγ0Φββ-γ0直角自由切削时力与角度的关系Fs剪切面上的剪切力Fns剪切面上的正压力Fz作用在工件上的水平力Fy作用在工件上的垂直力Ff前刀面上的摩擦力Fn前刀面上的正压力Fr合力根据材料力学理论：Fr与Fs之间的角度应为45°∴Φ+β-γ0=π/4或Φ=π/4-β+γ0剪切角计算公式（1）当前角γ0增大时，φ角随之增大，变形减小。∴增大γ0，有利于切削。剪切角Φ=π/4-β+γ0（2）当摩擦角β增大时，φ角随之减小，变形增大。∴切削液,能减少磨擦，有利于切削。三、前刀面上摩擦特点在内摩擦区内的摩擦系数μ：前刀面上的摩擦前区:属于紧密型接触,不服从古典摩擦法

5、则.(变数)后区:属于峰点型接触,服从古典摩擦法则.(定数)结论:在一般切削条件下,来自前区的摩擦力占全部摩擦力的85％.因此,切削时前刀面的摩擦,由前区起主要作用属于紧密型接触区为主的摩擦力.：工件材料剪切屈服强度：前刀面内摩擦部分的平均正应力影响前刀面摩擦系数的主要因素：1.工件材料：2.切削厚度：3.切削速度：4.刀具前角：σb↗，HB↗，其他不变，温度↗∴摩擦系数μ↘hD↗，正压力Fn↗，σａｖ↗∴摩擦系数μ↘μσａｖγ0=400γ0=300γ0=200γ0=100μvμγ0四、积屑瘤1.积屑瘤现象：切削钢、球墨铸铁、铝合金等塑性金属时,在切削速度不高,而又能形成带状切削的情况

6、下，常常有一些从切屑和工件上来的金属冷焊(粘结)并沉积在前刀面上,形成硬度很高的楔块,它能够代替刀面和切削刃进行切削,这一硬块称为积屑瘤.在形成积屑瘤的条件下,开始切削后,只经过很短的切削行程积屑瘤便出现,继而长大。BuildingUpEdge-----BUE积屑瘤外形尺寸加工条件：工件45钢、刀具W18Cr4V、γ0=5°、Vc=20m∕min、f=0.23mm∕r结论:积屑瘤对粗加工是有利的。对于精加工则相反,精加工要求较高的尺寸精度和较小的表面粗糙度,可是积屑瘤降低尺寸精度和增大已加工表面粗糙度。所以,积屑瘤对精加工是不利的。刀—屑因摩擦而导致的冷焊是积屑瘤的成因。虽然刀—屑的冷

7、焊是积屑瘤的成因,但是仍须同时存在适当的切削温度,积屑瘤才得以形成。2.积屑瘤对切削过程的影响：1）保护刀具3.积屑瘤的成因：2）增大前角3）增大切削厚度4）增大已加工表面粗糙度γ0e4.抑制或消除积屑瘤的措施：1）高速或低速切削2）减小进给量、增大刀具前角3）合理调整各切削参数值，防止形成中温区域。第三节切削力切削力→切削热,刀具摩磨损,使用寿命,加工精度,已加工表面质量.切削力←切削功率,切削用量,监控切削状态,设计和使用机床，刀具，夹具的