金屬切削原理與刀具ppt課件.ppt

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1、機械制造技術基礎第二章金屬切削原理與刀具2.金屬切削過程1金屬切削過程金屬切削過程的變形切削的類型及控制切削力切削熱和切削溫度刀具磨損和刀具壽命2金屬切削過程定義：刀具和工件相互作用形成切屑的過程。目的：使被加工零件的尺寸精度、形狀和位置精度、表面質量達到設計與使用要求。兩個基本條件：切削運動和刀具。過程中的現(xiàn)象：切削變形、切削力、切削熱、積屑瘤、加工硬化和刀具磨損。意義：有助于切削加工技術的發(fā)展，保證加工質量，提高生產率和降低成本。金屬切削過程3FABOM45°a）正擠壓FABOM45°b）偏擠壓OMFc）切削正擠壓：金屬材料受擠壓時，最大剪應力方向與作用力方向約成45°偏擠

2、壓：金屬材料一部分受擠壓時，OB線以下金屬由于母體阻礙，不能沿AB線滑移，而只能沿OM線滑移切削：與偏擠壓情況類似。彈性變形→剪切應力增大，達到屈服點→產生塑性變形，沿OM線滑移→剪切應力與滑移量繼續(xù)增大，達到斷裂強度→切屑與母體脫離。切削的形成過程金屬切削過程中的變形4金屬切削過程中的變形以塑性材料的切屑形成為例，金屬切削區(qū)可大致劃分為：三個變形區(qū)Ⅰ第一變形區(qū)Ⅱ第二變形區(qū)Ⅲ第三變形區(qū)5金屬切削過程中的變形OA—始滑移線:塑性變形開始；OM—終滑移線：金屬晶粒的剪切滑移基本完成，成為切屑。金屬切削過程的塑性變形主要集中于此區(qū)域。變形的主要特征：剪切滑移變形加工硬化一般速度范圍內

3、Ⅰ區(qū)寬度為0.02～0.2mm，速度越高，寬度越小，可看作一個剪切平面（1）第一變形區(qū)（剪切滑移區(qū)）6金屬切削過程中的變形ⅠⅢⅡ前刀面擠壓與摩擦，金屬纖維化的二次變形。此變形區(qū)的變形是造成前刀面磨損和產生積屑瘤的主要原因。（2）第二變形區(qū)（擠壓摩擦區(qū)）7金屬切削過程中的變形ⅠⅢⅡ（3）第三變形區(qū)切削刃鈍圓部分和后刀面的擠壓和摩擦，并進一步產生彈、塑性變形，造成纖維化和加工硬化，影響巳加工表面質量。此區(qū)變形是造成已加工面加工硬化和殘余應力的主要原因。刃前區(qū)：三個變形區(qū)匯集在切削刃附近，此處的應力集中而復雜，被切削層在此與工件本體材料分離（擠壓摩擦回彈區(qū)）8切屑根部金相照片M刀具切

4、屑OA終滑移線始滑移線：τ=τsΦ剪切角金屬切削過程中的變形9切屑的類型及控制1）帶狀切屑產生條件：加工塑性金屬，且切削厚度較小，切削速度較高、刀具前角較大。優(yōu)點：切削過程平穩(wěn)，切削力波動范圍小，已加工表面粗糙度較小。缺點：容易纏繞刀具或工件，影響加工過程。帶狀切屑切屑的類型（從變形觀點出發(fā)）102）擠裂(節(jié)狀)切屑產生條件：加工塑性金屬，在低速、切削厚度較大、刀具前角較小特點：切削過程不平穩(wěn)，切削力有波動，已加工表面粗糙度較大。擠裂切屑切屑的類型及控制113）單元(粒狀)切屑產生條件：加工塑性金屬，切削速度極低時，增大進給量，減小前角。特點：切削過程不平穩(wěn)，切削力波動大，已加

5、工表面粗糙度大。粒狀切屑切屑的類型及控制切塑性材料帶狀切屑擠裂切屑單元切屑↑γ0↑v↓hD↓γ0↓v↑hD↓γ0↓v↑hD↑γ0↑v↓hD124）崩碎切屑切脆性材料，工件材料越是脆硬、進給量越大則越容易產生這種切屑。材料所受應力超過了抗拉強度。切削力的幅度小，但波動大，切削過程不平穩(wěn)，易損壞刀具，已加工表面粗糙。崩碎切屑切屑的類型及控制減小切削厚度，使切屑成針狀或片狀，同時提高切削速度，以增加工件材料的塑性。13切屑的控制1）采用斷屑槽對流動中的切屑施加一定的約束力，使切屑應變增大，切屑卷曲半徑減小。切屑的類型及控制切削加工中采用適當的措施來控制切屑的卷曲、流出與折斷，形成“可

6、接受”的良好切屑。14切屑的類型及控制15增大刀具主偏角切削厚度變大，有利于斷屑。2）改變刀具角度減小刀具前角可使切屑變形加大，切屑易于折斷。刃傾角正值切屑常卷曲后碰到后刀面折斷負值切屑常卷曲后碰到已加工表面折斷切屑的類型及控制163）調整切削用量即據實際條件適當選擇切削用量。進給量切削厚度對斷屑有利加工表面粗糙度切削速度切削變形利于斷屑切除效率切屑的類型及控制17積屑瘤的成因速度不高、切削塑性金屬、形成帶狀切屑，刀具和切屑間的壓力和摩擦，使得切屑冷焊并層積在前刀面上，形成硬度很高的一塊剖面呈三角狀的硬塊，其硬度是工件材料硬度的2～3倍，能夠代替刀刃進行切削，并以一定的頻率生長

7、和脫落。這硬塊稱為積屑瘤。1）積屑瘤的形成積屑瘤的形成及其影響18（1）工件材料的性質塑性材料的加工硬化傾向越強，越易產生積屑瘤；切削區(qū)的溫度和壓力很低時，不會產生積屑瘤；切削區(qū)的溫度太高時，由于材料變軟，也不會產生積屑瘤。2）積屑瘤的成因（2）切削區(qū)的溫度分布和壓力分布有關。（3）刀具前角增大刀具前角可以有效抑制積屑瘤的形成。（4）冷卻潤滑條件加注切削液可以有效抑制積屑瘤的形成。積屑瘤的形成及其影響19根據積屑瘤的有無及生長高度Hb與切削速度關系，可分為四個區(qū)：（5）切削速度I區(qū)：切削速度