第三章切屑的形成过程

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点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

2、屑上的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：Fr与Fn的夹角作用角w：wo3、计算公式FsAsAD/sin()FrFs/cos(+-o)FcFrcos(-o) vFpFrcos(-o) v忽略后刀面上的力tan(-o)Fp/Fc测出Fp、Fc 得tan() 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点公式的推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FrAD/sin()cos(+-o)令 d(F

3、r)/d0 得/4-/2+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+-o/4 （实际4055）/4-+o、o变形 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、影响因素教学要点条件、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85t

4、an()Ff/FnsAf1/avAf1s/av：平均摩擦系数：平均摩擦角二、影响摩擦系数的主要因素1、工件材料硬度、强度s、av（温度流动性）2、切削厚度hDav3、切削速度低速起步 v 外摩擦向内摩擦过渡高速 v 温度影响4、刀具前角oav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点积屑瘤成因、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、刀具切屑之间的冷焊面积足够大时，形成滞留层2、切屑底层

5、的冷作硬化与强化3、适当的温度碳素钢 300350最高 500消失三、对加工的影响利： 保护刀刃 （稳定的积屑瘤）增大前角 （oe变形切削力） 30左右弊： 过切 （积屑瘤高度增大切削厚度）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o35，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低速宽刀精车 Y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

6、学要点相对滑移、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/yctan()+tan(-o)不易测量 （测量困难）二、变形系数根据体积不变原理lchbchhch=lDbDhD因bchbD （宽度不变）故hchhDlDlchcos(-o)sin() 1tan()=cos(o)/(-sin(o)直观 易测量三、相对滑移与变形系数的关系、结论依据：将/4-+o变形-o/4-代入ctan()+tan(-o)得ctan()+(1-tan()/(1+tan()因/4-+o假定o不

7、变，故ctan()、tan()因tan()0，摩擦强烈，故(1-tan()/(1+tan()-1故因tan()=cos(o)/(-sin(o)故1、1.5时，与近似成正比2、1.5时，尽量使用3、1时，不为04、前角不同，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点各种因素对变形的影响教学方法讲解教具教学过程工件材料刀具切削厚度切削速度版书第六节 切屑变形的变化规律理想的切削过程：摩擦小 变形系数小、取决于和一、四个公式tan()s/av/4-+ocos(-o)sin()二、工件材料硬度、强度()三、刀具o 结论前刀面四、切削用量1、vv 有刀瘤 HbbHbb

8、无刀瘤 、2、ffhD、3、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点切屑类型、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、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，hD、v、o切削特征：力的波动较大 表面粗糙度高3、单元切屑切屑形态：片状，不相连产生条件：塑性更差，hD、v、o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：不规则的碎块状切屑产生条件：脆性材料切削特征