机械制造技术基础课件 第二章-6-01

2.4.5切屑的类型及其控制四种切屑类型及其特点？带状屑、挤裂屑、单元屑随切削条件转化关系？崩碎屑的避免措施？不可接受切屑的特点？衡量切屑可控性的主要标准？常用断屑槽形状？1由于工件材料不同，切削过程中的变形情况也就不同，因而产生的切屑种类也就多种多样。主要有以下四种类型。带状切屑、挤裂切屑、单元切屑、崩碎切屑（1）切屑的类型2切削加工中最常见的一种切屑，内表面光滑，外表面毛茸。用显微镜观察，在外表面上可以看到剪切面的条纹，但每个单元都很薄，肉眼看来大体平整。1）带状切屑切削塑性金属材料，当切削厚度较小、切削速度较高、刀具前角较大时，一般得到这类切屑。切削过程平稳，切削力波动较小，已加工表面粗糙度值较小。32）挤裂切屑这类切屑与带状切屑不同之处在于，其外表面呈锯齿形，内表面有时有裂纹。这类切屑之所以呈锯齿形，是由于他的第一变形区较宽，在剪切滑移过程中滑移量较大。由滑移变形所产生的加工硬化使切削力增加，在局部地方达到材料的破裂强度。这种切屑大多在切削速度较低、切削厚度较大、刀具前角较小时产生。43）单元切屑在挤裂切屑的基础上，裂纹扩展到整个剪切面上，则整个单元被切离，成为梯形的单元切屑。切削某些塑性材料，刀具前角更小，切削速度更低，切削厚度更大。5以上三种切屑只有在加工塑形材料时才可能得到。其中，带状切屑的切削过程最平稳，单元切屑的切削力波动最大。在生产中最常见的是带状切屑，有时得到挤裂切屑，单元切屑则很少见。假如改变挤裂切屑的条件，如进一步减小刀具前角，降低切削速度，或加大切削厚度，就可以得到单元切屑。反之，则可以得到带状切屑。这说明切屑的形态是可以随切削条件而转化的，掌握了它的变化规律，就可以控制切屑的变形、形态和尺寸，以达到卷屑和断屑的目的。64）崩碎切屑切削硬脆材料，如高硅铸铁、白口铸铁等，特别是当切削厚度较大时常得到这种切屑。切屑不规则，呈崩碎状，已加工表面凸凹不平。从切削过程看，切屑在破裂前变形很小，和塑形材料的切屑形成机理也不同，他的脆性主要是由于材料所受应力超过了它的抗拉极限。切削过程很不平稳，容易破坏刀具，也有损于机床，已加工表面又粗糙，因此在生产中应竭力避免。避免措施：减小切削厚度，使切屑成针状或片状；适当提高切削速度，增加工件材料的塑性。7以上是四种典型的切屑，但加工现场获得的切屑，其形状是多种多样的在现代切削加工中，切削速度与金属切除率越来越高，切削条件很恶劣，常常产生大量“不可接受”的切屑（不良切屑）（2）切屑控制拉伤工件已加工表面，使表面质量恶化。划伤机床，切屑卡在机床运动付之间。碰撞刀具，造成刀具的早期破损。影响操作者的安全。限制了数控机床、自动线、柔性制造系统等自动化加工设备能力的发挥。8切屑控制，又叫断屑，是指在切削加工中采取适当的措施，如在前刀面上磨削出断屑槽或使用压板式断屑器，来控制切屑的卷曲、流出与折断，使之形成“可接受”的良好屑形。切屑可控性的主要衡量标准不妨碍正常加工，切屑不缠绕在工件和刀具上，不飞溅到机床运动部件中。不影响操作者的安全。易于清理、存放和搬运。从切屑控制的角度出发，国际标准化组织（ISO）制定了切屑分类标准。910断屑方法在切削过程中金属材料受到变形，如变形程度超过了材料的断裂应变，则切屑将自行折断。但多数情况下，只靠切削过程中的卷曲变形不足以使切屑折断，必须采用一些强制措施，如断屑器（如卷屑台）、卷屑槽等。卷屑台、卷屑槽的作用：使得切屑得到附加变形，撞到工件表面或刀具后刀面折断。11常用卷屑槽形状：直线圆弧形、直线形与全圆弧形。直线圆弧形和直线形卷屑槽适用于切削碳素钢、合金结构钢、工具钢等，一般前角在5-15度范围内。全圆弧形适合于切削紫铜、不锈钢等高塑形材料，其前角可增大至25-30度。卷屑槽的参数影响其断屑性能和断屑范围，必须正确选择。1213四种切屑类型及其特点？带状屑、挤裂屑、单元屑随切削条件转化关系？崩碎屑的避免措施？不可接受切屑的特点？衡量切屑可控性的主要标准？常用断屑槽形状？14在车床上进行镗孔加工，刀具工作状态如图所示。根据图示采用正交平面参考系（PoPsPr­）对镗刀的角度进行标注。γo=120αo=60

κr=750

κ’r=150

λs=-50

α’o=60作图1：在车床上切断工件，刀具工作状态如图所示。根据图示采用正交平面参考系（Po，Ps，Pr）对刀具角度进行标注。已知：γo=150αo=80κr=900κ’r=20λs=00α’o=20

作图2：硬质合金的选用YG类硬质合金主要用于加工铸铁、有色金属及非金属材料。YT类硬质合金适于加工钢料。在低速切削时，YG类优于YT类。钴含量高的硬质合金高适合粗加工，反之适合精加工。加工含钛的不锈钢和钛合金时，不宜采用YT类合金。YW类硬质合金则主要用于加工耐热钢、高锰钢、不锈钢等难加工材料。加工淬硬钢、高强度钢、奥氏体钢和高温合金时，宜采用韧性较好的YG类合金。选择合理的刀具材料及牌号45钢锻件粗车（YT5）HT200灰铸铁精车

(YG3X/金属陶瓷/YW1)低速精车合金钢蜗杆

(YG6X/金属陶瓷/YW1)高速精车灰铸铁

(YT30/金属陶瓷/YW1)精车调质钢轴

(YT30/金属陶瓷/YW1)高速精车铝合金(PCD)高速精车淬硬钢轴(PCBN/陶瓷)精车冷硬铸铁(PCBN/陶瓷)精车不锈钢法兰盘

(YW1)粗车40Cr铸件

(YT5)机用丝锥(高速钢)加工中碳钢用的齿轮滚刀(高速钢)精车冷硬合金轧辊(PCBN/陶瓷)粗铣灰铸铁床身平面(YG8)粗加工镍基高温合金(YG8/YW2)精加工镍基高温合金(PCBN/陶瓷)YG类硬质合金ISO牌号K01K05K10K20中国牌号YG3XYG6XYG6YG8Co(%)3668硬度HRA91.59189.589强度GPa1.11.41.451.5适用范围精加工精加工半精加工粗加工20YT类硬质合金ISO牌号P30P20P10P01中国牌号YT5YT14YT15YT30TiC(%)5141530Co(%)10864硬度HRA89.590.59192.5强度GPa1.401.21.150.9适用范围粗加工半精加工半精加工精加工21YW类