切屑的形成过程

1、第三章切屑的形成过程第一节三个变形区与切屑的形成的力学模型教学目的了解切削的机理教学要占八、三个变形区教学方 法讲解教具教学过程切屑的形成过程三个变形区切屑形成的理学模型版书第三章切屑的形成过程第一节三个变形区与切屑的形成的力学模型一、切屑的形成过程以直角自由切削为例弹性变形塑性变形剂裂切屑二、三个变形区1、第一变形区切削层内的剪切滑移塑性变形区厚度0.020.2mmv厚度J常用剪切面来简化2、第二变形区切屑底层受到前刀面挤压摩擦的塑性变形区3、第三变形区已加工表面受到后刀面挤压摩擦的塑性变形区切屑的形成与第一二变形区相关已加工表面的形成与第三变形区相关三、切屑形成的力学模型1、作用在切屑上的

2、力前刀面上的法向力Fn摩擦力Ff剪切面上的正压力Fns剪切力Fs合力Fr为切屑形成力2、几个角度剪切角© :剪切面与v的夹角摩擦角B： Fr与Fn的夹角作用角w w= 3 丫 o3、计算公式Fs = As - t = t AD/sin( © )Fr = Fs/cos( © + B - 丫 o)Fc= Fr cos( B - 丫 o) /vFp= Fr cos( B - 丫 o) 丄v忽略后刀面上的力tan( B - 丫 o) = Fp/Fc测出Fp、Fc得y#an( B )前刀面上的平均摩擦系数作业第二节剪切角的计算教学目的了解剪切角的计算公式教学要占八、公式的推

3、导教学方 法讲解教具教学过程麦钱特公式李和谢弗公式误差产生的原因版书第二节剪切角的计算一、麦钱特公式合力最小原则Fr =t AD/sin( © )cos( © + B - 丫 o)令 d(Fr)/d ©= 0 得© = n /4- B /2+ 丫 o/2二、李和谢弗公式(切削第一定律)主应力与最大切应力夹角45° Fr与Fs夹角© +B - 丫 o=n /4 (实际 4055°)© = n /4 - B + 丫 0BJ、丫 of-© T-变形J 定性一致，定量有出入三、产生误差的原因1、切削刃为非理想直线

4、2、剪切面有厚度3、金属杂质与缺陷4、平均摩擦系数与实际情况不符作业第三节 前刀面上的摩擦和影响因素教学目的了解前刀面摩擦条件、特点、影响因素教学要占八、条件、特点、影响因素教学方 法讲解教具教学过程前刀面上的摩擦影响因素版书第三节 前刀面上的摩擦和影响因素一、前刀面上的摩擦条件 压力大23GPa高温切屑与前刀面接触区粘结区内摩擦切屑内部滑移变形 滑动区外摩擦内摩擦外摩擦 占85%卩电n( B ) = Ff/Fn = t s Af1/ c av Af1 = t s/ c av卩：平均摩擦系数B :平均摩擦角二、影响摩擦系数的主要因素1、工件材料硬度T、强度t sT、c avTfyJ(温度流动性

5、)2、切削厚度hDff c av3、切削速度低速起步v T-uT外摩擦向内摩擦过渡高速v匸卩/4、刀具前角丫 off (T av J温度影响作业第四节积屑瘤（刀瘤）教学目的了解积屑瘤成因和对加工影响教学要占八、积屑瘤成因、条件，对加工的利弊，防治措施教学方 法讲解教具教学过程成因条件利弊抑制措施版书第四节积屑瘤（刀瘤）一、成因切削塑性金属，形成连续切屑，切屑底层与前刀面粘结形成滞留层加工硬化（工件材料硬度的23倍）周期性生长、脱落二、条件1、刀具一切屑之间的冷焊面积足够大时，形成滞留层2、切屑底层的冷作硬化与强化3、适当的温度碳素钢300350C最高500C消失三、对加工的影响利：保护刀刃（稳

6、定的积屑瘤）增大前角 （丫 oeff变形切削力J）30左右弊：过切（积屑瘤高度一增大切削厚度）引起振动，已加工表面质量下降（周期生长、破裂）磨损刀具（脱落）弊大于利，对粗加工有利，对精加工不利四、抑制措施1、预热处理，减小工件塑性2、增大刀具前角丫 035°,积屑瘤基础不能形成3、减小f，减小前刀面正压力，避免冷焊发生4、 改变v,避开积屑瘤生长区间 （HSS氐速宽刀精车丫高速精车）5、采用加热切削或低温切削6使用润滑性能好的切削液，破坏冷焊条件作业第五节变形程度的表示教学目的了解变形程度的表示教学要占八、相对滑移、变形系数公式推导，参数关系教学方 法讲解教具教学过程相对滑移变形系数

7、两者关系版书第五节变形程度的表示衡量切屑变形程度的参数一、相对滑移£切削塑性金属，变形形式主要是剪切滑移£= s/ y = etan( © )+tan( © - 丫 o)不易测量(©测量困难)二、变形系数A根据体积不变原理leh beh hch=ID bD hD因bch= bD (宽度不变)故人=hch/hD= ID /leh = eos( © - 丫 o) /sin( © ) >1tan( © )=eos( y o”( A -sin( y o)直观易测量三、相对滑移与变形系数的关系©ff Aj、&

8、#163;结论依据：将 =n /4- B + Y 0 变形 © - 丫 0 = n /4- B 代入 £ =etan( © )+tan( © - 丫 o)得£ = etan( © )+(1-tan( B )/(1+tan(B )因 ©=n /4- B + 丫 o 假定 丫 o 不变，故 ©ff BJf eta n( © ) J、 tan( B) J因 ydan( B ) >0,摩擦强烈，故(1-tan( B )/(1+tan(B )心-1故£ J因 tan( © )=eos( 丫

9、 o)/( A -sin( 丫 o)故 ©aJ1、A1.5时，A与£近似成正比2、AV 1.5时，尽量使用£3、A = 1时，£不为04、前角不同，A相同时£不同作业第六节切屑变形的变化规律教学目的了解切屑变形的变化规律教学要占八、各种因素对变形的影响教学方讲解法教具工件材料教学过刀具程切削厚度切削速度第六节切屑变形的变化规律理想的切削过程：摩擦小变形系数小A、£取决于©和卩一、四个公式卩电n( B )u=t s/ er av© = n /4 - B + Y 0版书A = cos( © - y o) /s

10、in( © )二、工件材料硬度T、强度B （卩）Aj三、刀具丫 off© ffAjf B ff© JfAf 结论 A J前刀面yJfA J四、切削用量1、vv T 有刀瘤 Hbff 丫 bff©Hbjf 丫 bjf© JfAT无刀瘤 0 TfyJ、B Jf© ffAj2、ffhDTfyJ、BAj3、ap影响微小作业第七节切屑的类型及控制教学目的了解切屑的几种类型教学要占八、切屑类型、特点教学方 法讲解教具教学过程切屑的类型切屑的控制影响断屑的因素版书第七节切屑的类型及控制一、切屑的类型加工塑性材料（长切屑）1、带状切屑切屑形态：底面光滑，上表面有毛刺，连绵不断产生条件：塑性高，hD小、v高、丫 o大切削特征：切削力平稳 表面粗糙度小 （易刮伤拉毛工件、伤人）2、挤裂切屑切屑形态：上表面程锯齿状，有明显裂痕，底部相连产生条件：中等塑性，有加工硬化倾向，hDT、vj、丫 of切削特征：力的波动较大 表面粗糙度咼3、单元切屑切屑形态：片状，不相连产生条件：塑性更差，hDT、vj、丫 of切削特征：力的波动更大 粗糙度更高 有鳞刺出现加工脆性材料（短切屑）4、崩碎切屑切屑形态：不规则