第二章切削过程及控制1

第二章

金属切削过程及控制

制造技术

金属切削过程及控制研究金属切削过程的目的：通过研究切削过程中的物理现象

如切削热、切削力、刀具磨损等 保证加工质量 提高生产率 减低成本制造技术

一、金属切削过程1.切屑的形成过程

塑性金属 — 弹性变形 — 塑性变形—挤裂— 切屑流出

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2、三个变形区 第一变形区： 晶粒发生剪切滑 移变形 第二变形区

金属纤维化区域 第三变形区

纤维化与加工硬化区制造技术

二、变形程度的表示方法1、剪切角φ 2.切屑收缩 x = lc

剪切面与切削速度之间的夹角

ch ξ----变形系数

l

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三、切屑种类(1)带状切屑 (2)挤裂(节状) 切屑 (3)单元(崩脆) 切屑 (4)螺旋状与发条 状切屑 (5)粉末状切屑制造技术

(a)带状切屑； (b)挤裂切屑； (c)单元切屑； (d)崩碎切屑。

切削塑性较高的材料。 低速切削钢或切削黄铜。 很低速切削钢或切削铅。 切削脆性金属(eg.铸铁)。制造技术

四、控制措施 加断屑槽 适当增大前角 适当减小进给量

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五.积屑瘤(1)积屑瘤的产生

制造技术

(2)积屑瘤对切削加工的影响利：保护切削刃； 增大了前角；

对粗加工有利。弊：不稳定，使切削深度、切削厚度及切 削力不断变化； 部分积屑瘤粘在工件表面，使加工表 面粗糙； 在精加工时要避免积屑瘤的产生。制造技术

(3)积屑瘤的控制 切削材料的硬度和塑性 切削速度 切削液

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六、 切削力和切削功率切削力的产生： (1)切削层金属、切屑和工件表层金属的 弹、塑性变形所产生的抗力。 (2)刀具与切屑、工件之间的摩擦力。

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切削力的分解以车外圆为例,切削力分解为：

Ff--进给抗力 Fp--切深抗力 Fc--主切切削合力:

F = FC Ff Fp2 2

2

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切削功率Fx nw f 3 Pm = ( Fz v ) 10 1000工件转速 Fz —— 主切削力(即Fc) Fx —— 进给抗力(即Ff) (kW)

nw ——

制造技术

单位切削力单位切削力试制单位切削面积上的主切削力， 用p表示：

p = Fz / Ac = Fz / ap / f其中：Fz____主切削力(N);

Ac_____切屑层截面面积；

ap_____切削深度；f______进给量。由单位切削力和切屑要素可确定主切削力。制造技术

七、切削热和切削温度(1)切削热的来源 被加工工件材料的 弹性、 塑性变形 切屑与前刀面摩擦 后刀面与已加工表 面间的摩擦 Q = Fz· v Q ----每秒钟产生 的切削热。制造技术