第三节-金属切削过程及物理现象ppt.ppt

第二章金属切削原理与刀具 内容提要 刀具的结构 刀具材料 金属切削过程及物理现象 切削力与切削功率 切削热和切削温度 刀具磨损与刀具寿命 切削用量的选择及工件材料加工性 高速切削及刀具 第三节金属切削过程及物理现象 刀具的结构 刀具材料 金属切削过程及物理现象 切削力与切削功率 切削热和切削温度 刀具磨损与刀具寿命 切削用量的选择及工件材料加工性 高速切削及刀具 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。 切屑成形机理的研究 第三节 金属切削过程及其物理现象 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 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a∽c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 低硬度和高热物理性能的工件材料： 在很大切削速度范围内易形成连续带状切屑 硬度较高和低热物理特性的工件材料： 在很宽的切削范围均形成锯齿状切屑，随切削温度 升高，锯齿化程度增加，直至形成分离的单元切屑 但形成锯齿状切屑，将引起一定的切削力波动。 第三节 金属切削过程及其物理现象 高速切削时，切屑形成的特征主要是对较硬和热物理性能较 差的工件材料，其中切削速度具有最重要的作用。 随切削温度升高，锯齿化程度增加直至形成单元切屑。 切削速度对形成锯齿状切屑倾向的综合作用： 切削速度提高，导致脆性增加，易于形成锯齿状切屑。 切削速度提高引起切屑温度增加，致使脆性减少。 锯齿化程度随进给量的增大而提高，而且随着进给量的增大 切削速度对锯齿化程度的影响也愈加显著。 第三节 金属切削过程及其物理现象 刀具前角对形成锯齿状切屑有着很重要的影响。 在给定切削速度和进给量的条件下，随着刀具前角 的不断减小，锯齿状切屑的形成趋势增加。 采用负前角时，易于形成锯齿状切屑。 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。 实际生产中切削控制的措施：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： 第三节 金属切削过程及其物理现象 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2—3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 切屑对前刀面接触处的摩擦，使前刀面十分洁净； 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”； 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； 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 积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 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： 降低切削速度，使温度较低，粘结现象不易 发生； 采用高速切削，使切削温度高于积屑瘤消失的相应温度； 采用润滑性能好的切削液，减小摩擦； 增大刀具前角，以减小切屑于前刀面接触区的压力； 适当提高工件材料硬度，减小加工硬化倾向。 * * 一.切削过程及切屑种类 1.切屑形成过程：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