哈工大版金属切削原理与刀具第3章

1、.切削变形的力学本切削变形的力学本质：质：切削金属形成切屑切削金属形成切屑的过程是一个类似的过程是一个类似于金属材料受挤压于金属材料受挤压作用，产生塑性变作用，产生塑性变形进而产生剪切滑形进而产生剪切滑移的变形过程。移的变形过程。.金属试件受挤压时，在其内部产生金属试件受挤压时，在其内部产生主应力的同时，还将在与作用力大主应力的同时，还将在与作用力大致成致成45方向的斜截面内，产生最方向的斜截面内，产生最大切应力，在切应力达到屈服强度大切应力，在切应力达到屈服强度时将在此方向剪切滑移。时将在此方向剪切滑移。刀具切削时相当于局部挤压，刀具切削时相当于局部挤压，使金属沿最大剪应力方向产生使金属沿最

2、大剪应力方向产生滑移。滑移。.第第I变形区的金属变形特点：沿滑移线的剪切滑移变形和加工硬化。变形区的金属变形特点：沿滑移线的剪切滑移变形和加工硬化。一般地，第一变形区一般地，第一变形区AOM的宽度很窄，仅为的宽度很窄，仅为0.020.2mm。.纤维化金属粘附在前刀面上，使其流动速度非常低，这种切屑底层流纤维化金属粘附在前刀面上，使其流动速度非常低，这种切屑底层流动速度较其它部分缓慢的现象称为滞流现象，该金属层叫滞流层。刀动速度较其它部分缓慢的现象称为滞流现象，该金属层叫滞流层。刀屑这种摩擦实质上是切屑底层内的剪切滑移。变形性质为塑性变形。屑这种摩擦实质上是切屑底层内的剪切滑移。变形性质为塑性变

3、形。造成前刀面的磨损和积屑瘤的形成。造成前刀面的磨损和积屑瘤的形成。.)tan(cot0yS . DchhhhchDLLL Lh.1.切削厚度压缩比切削厚度压缩比 并不等于相对滑移并不等于相对滑移hhoohooooDchhActgctgOMOMhhAcossinsincossincos(sin2sin() 33(cos1sin22ohohhAAA2.当当 =1时，时，并不等于零；即切屑还是并不等于零；即切屑还是有变形的有变形的3.当当 1.2时，时，与与 成正比，因此在成正比，因此在一般情况下，切削厚度压缩比可以在一定一般情况下，切削厚度压缩比可以在一定程度上反映相对滑移程度上反映相对滑移的大

4、小的大小hhh.剪切角剪切角 剪切面积剪切面积变形程变形程度度切削力切削力=/4-+0=/4-/2+0/2结论：结论：1.当当o增大时，增大时，角随之增大，变形减小。即在保证切削刃强度的条件角随之增大，变形减小。即在保证切削刃强度的条件下，增大前角对改善切削过程是有利的。下，增大前角对改善切削过程是有利的。2.当当增大时，增大时，角随之减小，变形增大。故仔细研磨刀面、加入切削角随之减小，变形增大。故仔细研磨刀面、加入切削液以减小前刀面上的摩擦对改善切削过程是有利的。液以减小前刀面上的摩擦对改善切削过程是有利的。.rrnAAFFfavs.Vc在在320m/min范围内提高，积屑瘤高度随着增加，刀

5、具实际前角增大，范围内提高，积屑瘤高度随着增加，刀具实际前角增大，使剪切角使剪切角增大，故变形系数增大，故变形系数h减小。减小。Vc20m/min时，时，h值最小。值最小。Vc在在2040m/min范围内提高，积屑瘤逐渐消失，刀具实际前角减小，使范围内提高，积屑瘤逐渐消失，刀具实际前角减小，使减小，减小，h增大。在无积屑瘤的切削速度范围，切削速度愈高，变形系数增大。在无积屑瘤的切削速度范围，切削速度愈高，变形系数愈小。愈小。Vc超过超过40m/min继续增高，由于切削温度逐渐升高，使摩擦系数继续增高，由于切削温度逐渐升高，使摩擦系数下降，故下降，故变形系数变形系数h减小。减小。.形成条件影响名

6、称名称简图形态变形带状，底面光滑带状，底面光滑，背面呈毛茸状，背面呈毛茸状节状，底面光滑有裂节状，底面光滑有裂纹，背面呈锯齿状纹，背面呈锯齿状粒状粒状不规则块状颗粒不规则块状颗粒剪切滑移尚未达剪切滑移尚未达到断裂程度到断裂程度局部剪切应力达到断局部剪切应力达到断裂强度裂强度剪切应力完全达剪切应力完全达到断裂强度到断裂强度未经塑性变形即未经塑性变形即被挤裂被挤裂切削塑性材料，切削塑性材料，速度高，切削厚速度高，切削厚度小度小 前角大前角大加工塑性材料，加工塑性材料，切削速度较低，切削速度较低，进给量较大，进给量较大， 刀具前角较小刀具前角较小工件材料硬度较工件材料硬度较高，韧性较低，高，韧性较低

7、，切削速度较低切削速度较低加工硬脆材料，加工硬脆材料， 刀具前角较小刀具前角较小切削过程平稳，切削过程平稳，表面粗糙度小，表面粗糙度小， 妨碍切削工作，妨碍切削工作，应设法断屑应设法断屑切削过程欠平稳，切削过程欠平稳，表面粗糙度欠佳表面粗糙度欠佳切削力波动较大，切削力波动较大，切削过程不平稳，切削过程不平稳，表面粗糙度不佳表面粗糙度不佳切削力波动大，有切削力波动大，有冲击，表面粗糙度冲击，表面粗糙度恶劣，易崩刀恶劣，易崩刀带状切屑带状切屑挤裂切屑挤裂切屑单元切屑单元切屑崩碎切屑崩碎切屑节状切屑带状切屑.带状屑连绵不断，易缠绕带状屑连绵不断，易缠绕在工件或刀具上，造成划在工件或刀具上，造成划伤工

8、件表面或打坏刀刃，伤工件表面或打坏刀刃，甚至伤害操作人员。故一甚至伤害操作人员。故一般应避免形成带状屑。但般应避免形成带状屑。但在某些情况下在某些情况下(如加工盲孔如加工盲孔)，为了使切屑顺利地排出，为了使切屑顺利地排出，希望形成带状屑或长紧卷希望形成带状屑或长紧卷屑。屑。C形屑是一种较好的屑形，形屑是一种较好的屑形，不会伤工件表面或打刀不会伤工件表面或打刀刃，也不易伤人。多数刃，也不易伤人。多数是使它碰撞在刀具后刀是使它碰撞在刀具后刀面或工件表面上而折断，面或工件表面上而折断，但这样会影响切削过程但这样会影响切削过程的平稳性，也会影响工的平稳性，也会影响工件已加工表面粗糙度。件已加工表面粗糙度。因此，精加工时希望形因此，精加工时希望形成长螺卷屑。成长螺卷屑。在重型车床上，因切屑又厚又在重型车床上，因切屑又厚又宽，为安全起见，希望形成发宽，为安全起见，希望形成发条状屑，并使其在工件加工表条状屑，并使其在工件加工表面上顶断