金属切削过程及其物理现象..ppt

第二章金属切削原理与刀具,本章主要内容：刀具的结构、材料切削过程的基本现象切削用量的选择,第三节金属切削过程及其物理现象,金属切削过程是指在刀具和切削力的作用下形成切屑的过程，在这一过程中，始终存在着刀具切削工件和工件材料抵抗切削的矛盾，产生许多物理现象，如切削力、切削热、积屑瘤、刀具磨损和加工硬化等。,第三节金属切削过程及其物理现象,一.切削过程及切屑种类1.切屑形成过程：对塑性金属进行切削时，切屑的形成过程就是切削层金属的变形过程。,当工件受到刀具的挤压以后，切削层金属在始滑移面OA以左发生弹性变形。在OA面上，应力达到材料的屈服强度，则发生塑性变形，产生滑移现象。,第三节金属切削过程及其物理现象,随着刀具的连续移动，原来处于始滑移面上的金属不断向刀具靠拢，应力和变形也逐渐加大。在终滑移面OE上，应力和变形达到最大值。越过OE面，切削层金属将脱离工件基体，沿着前刀面流出而形成切屑。,第三节金属切削过程及其物理现象,三个变形区：(1)第一变形区I：从OA线到OE线内的区域，伴随沿滑移线的剪切变形以及随之产生的加工硬化。(2)第二变形区II：切屑与前刀面磨擦的区域，切削底层靠近前刀面处纤维化，流动速度减缓，切削弯曲，切削与刀具接触温度升高。(3)第三变形区III：工件已加工表面与后刀面接触的区域，存在纤维化与加工硬化，变形较密集。,第三节金属切削过程及其物理现象,2.切屑的类型及切屑控制(图ac为切削塑性材料，图d为切削脆性材料),第三节金属切削过程及其物理现象,切屑控制：“不可接受”的切屑：切削条件恶劣导致。影响主要有拉伤工件的已加工表面；划伤机床；造成刀具的早期破损；影响操作者的安全。切屑控制：在切削加工中采取适当的措施来控制切屑的卷曲、流出与折断，使形成“可接受”的良好屑形。,第三节金属切削过程及其物理现象,“可接受”的切屑标准：不妨碍正常的加工；不影响操作者的安全；易于清理、存放和搬运。切削控制的措施：在前刀面上磨制出断屑槽或使用压块式断屑器。,第三节金属切削过程及其物理现象,断屑槽的基本形式：,L：切屑在前刀面上的接触长度R：卷屑槽半径,第三节金属切削过程及其物理现象,3.积屑瘤现象在切削速度不高而又能形成连续切屑的情况下，加工一般钢料或其它塑性材料时，常常在前刀面处粘着一块剖面有时呈三角状的硬块。它的硬度很高，通常是工件材料的23倍，在处于比较稳定的状态时，能够代替刀刃进行切削。这块冷焊在前刀面上的金属称为积屑瘤或刀瘤。（积屑瘤的形成过程：）,积屑瘤的形成过程,1.切屑对前刀面接触处的摩擦，使前刀面十分洁净。2.当两者的接触面达到一定温度同时压力又较高时，会产生粘结现象，即一般所谓的“冷焊”。切屑从粘在刀面的底层上流过，形成“内摩擦”。3.如果温度与压力适当，底层上面的金属因内摩擦而变形，也会发生加工硬化，而被阻滞在底层，粘成一体。4.这样粘结层就逐步长大，直到该处的温度与压力不足以造成粘附为止。,第三节金属切削过程及其物理现象,切屑瘤对切削过程的影响：1)实际前角增大2)增大切削厚度，可能引起振动3)是加工表面粗糙度增大4)对刀具寿命有影响,第三节金属切削过程及其物理现象,积屑瘤产生原因分析：积屑瘤的产生以及它的积聚高度与金属材料的硬化性质有关，也与刃前区的温度和压力分布有关。一般说来，塑性材料的加工硬化倾向愈强，愈易产生积屑瘤；温度与压力太低，不会产生积屑瘤；反之，温度太高，产生弱化作用，也不会产生积屑瘤。走刀量保持一定时，积屑瘤高度与切削速度有密切关系。,第三节金属切削过程及其物理现象,通过分析积屑瘤产生原因可以得出防止积屑瘤的主要方法：1)降低切削速度，使温度较低，粘结现象不易发生；2)采用高速切削，使切削温