二 金属切削过程及控制

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。

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二、变形程度的表示方法1、剪切角φ剪切面与切削速度之间的夹角 2.切屑收缩ξ= l lc

chξ----变形系数

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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

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(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。制造技术

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 n w 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——

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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

(2)切削温度及其影响因素切削温度是指切屑、工件与刀具接触表面上的平均温度。影响切削温度的主要因素

: (a)工件材料； (b)切削用量； (d)刀具几何角度； (e)刀具几何磨损。制造技术