第三章切削过程及控制

1、第三章第三章 切削过程及控切削过程及控制制 切削过程及切屑类型切削过程及切屑类型 切切 削削 力力 切削热与切削温度切削热与切削温度 刀具磨损和耐用度刀具磨损和耐用度 工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性 切切 削削 液液 切削用量的选择切削用量的选择 磨削过程及磨削原理磨削过程及磨削原理金属切削过程金属切削过程是用刀具从工件表面上切去多余的金属是用刀具从工件表面上切去多余的金属, ,形成形成已加工表面的过程已加工表面的过程, ,也是工件的切削层在刀具也是工件的切削层在刀具前面挤压下产生塑性变形前面挤压下产生塑性变形, ,形成切面被切下来形成切面被切下来的过程。的过程。切削过程中的许多物理

2、现象，如切削力、切切削过程中的许多物理现象，如切削力、切削热、刀具磨损等，都与金属的变形及其变削热、刀具磨损等，都与金属的变形及其变化规律有密切的关系，研究切削过程对保证化规律有密切的关系，研究切削过程对保证加工质量、提高生产率、降低成本和促进切加工质量、提高生产率、降低成本和促进切削加工技术的发展，有着十分重要的意义。削加工技术的发展，有着十分重要的意义。一、切屑的形成过程一、切屑的形成过程可以将切屑形成过程比拟为推挤一堆卡片的形象化模型,可说明切屑形成过程 二、三个变形区二、三个变形区第一变形区第一变形区：从从OAOA线（称始剪切线）开始发生塑线（称始剪切线）开始发生塑性变形，到性变形，到

3、OMOM线（称终剪切线）晶粒的剪切线（称终剪切线）晶粒的剪切滑移基本完成。滑移基本完成。 第二变形区：第二变形区：切削沿前刀面排出时进一步受到前切削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刀面的挤压和摩擦，使靠近前刀面处的金属纤维化，纤维化方向基本维化，纤维化方向基本. .上和前刀面平行。上和前刀面平行。 第三变形区：第三变形区：已加工表面受到刀刃钝圆部分和后已加工表面受到刀刃钝圆部分和后刀面的挤压与摩擦，产生变形和回弹，造成纤刀面的挤压与摩擦，产生变形和回弹，造成纤维化与加工硬化。维化与加工硬化。三、第一变形区内金属的三、第一变形区内金属的剪切变形剪切变形四、变形程

4、度的表示方法四、变形程度的表示方法1.1.剪切角剪切角 ( (如如 角较大，剪切面积角较大，剪切面积变小（见图变小（见图3-63-6），即变形程度较），即变形程度较小，切削比较省力。小，切削比较省力。) )2.2.变形系数变形系数(1)(1)五、前刀面的挤压与摩擦及其对五、前刀面的挤压与摩擦及其对切屑变形的影响切屑变形的影响1.1.作用在切屑上的力作用在切屑上的力 直角自由切削，切屑上的力：前刀面上直角自由切削，切屑上的力：前刀面上的的F Fn n和和F Ff f，剪切面上的剪切面上的F Fnsns和和F Fs s。互相平衡。互相平衡。2.2.剪切角剪切角 与前刀面摩擦角与前刀面摩擦角 的关系

5、的关系1 1）在保证刀刃强度前提下，加大前角有利。在保证刀刃强度前提下，加大前角有利。22）仔细研磨刀面，使用切削液以减少前刀面上的摩）仔细研磨刀面，使用切削液以减少前刀面上的摩擦对切削过程同样是有利的。擦对切削过程同样是有利的。六、切削瘤的形成及其对切削过六、切削瘤的形成及其对切削过程的影响程的影响积屑瘤对切削过程的影响：积屑瘤对切削过程的影响： （1 1）使实际前角增大使实际前角增大 （2 2）增大切入深度增大切入深度 （3 3）使加工表面粗糙度值增大使加工表面粗糙度值增大 （4 4）影响刀具耐用度影响刀具耐用度七、切屑变形的变化规律七、切屑变形的变化规律1. 1.工件材料对切屑变形的影响

6、工件材料对切屑变形的影响 工件材料强度愈高，切屑变形愈小工件材料强度愈高，切屑变形愈小 工件材料的塑性也是影响切削变形工件材料的塑性也是影响切削变形 的主要因素的主要因素2.2.刀具前角对切屑变形的影响刀具前角对切屑变形的影响 刀具前角愈大，切削变形愈小刀具前角愈大，切削变形愈小3.3.切屑速度对切屑变形的影响切屑速度对切屑变形的影响4.4.切屑厚度对切屑变形的影响切屑厚度对切屑变形的影响八、切屑的类型八、切屑的类型1）带状切屑带状切屑 塑性金属，切削厚度较小，切削塑性金属，切削厚度较小，切削速度较高，刀具前角较大时速度较高，刀具前角较大时2）挤裂切屑）挤裂切屑 切削速度较低，切削厚度较大，切

7、削速度较低，切削厚度较大，刀具前角较小时产生。刀具前角较小时产生。3）单元切屑）单元切屑 以上三种为切削塑性材料时以上三种为切削塑性材料时4）崩碎切屑崩碎切屑 力求避免力求避免九、已加工表面的形成过程九、已加工表面的形成过程鳞刺鳞刺形成过程：抹形成过程：抹拭、导裂、层积、拭、导裂、层积、切顶切顶。抑制方法：抑制方法：减小切削厚度减小切削厚度使用润滑性能好的使用润滑性能好的极压切削液极压切削液采用高速切削，或采用高速切削，或用人工加热把切削温用人工加热把切削温度提高到度提高到500500摄氏度摄氏度以上以上其它能使积屑瘤高其它能使积屑瘤高度减小的措施度减小的措施 3-2 切 削 力 切削力的来源

8、、切削合力及分力、切削力的来源、切削合力及分力、切削功率切削功率 切削力计算的经验公式切削力计算的经验公式 影响切削力的因素影响切削力的因素切削力的来源、切削合力及分力、切削功率切削力的来源切削力的来源 金属切削时，刀具使加工材料变形成为金属切削时，刀具使加工材料变形成为切屑所需的力，成为切屑所需的力，成为切削力切削力。 切削力的来源有二方面（切削力的来源有二方面（图图3-18）切削合力及分力切削合力及分力为便于测量和应用，可以将合力为便于测量和应用，可以将合力Fr分解成分解成三个互相垂直的的分力三个互相垂直的的分力 切削功率切削功率 单位切削力单位切削力 3-2 切 削 力 切削力的来源、切削合力及分力、切削力的来源、切削合力及分力、切削功率切削