切削过程精品课件

1、切削过程第1页，共20页，2022年，5月20日，11点8分，星期一 1 切削过程 2 金属挤压与金属切削时工件受力分析 3.1 切屑的形成过程金属挤压刀 具工 件切 削磨损 破损加工表面切 屑金属偏挤压金属切削第2页，共20页，2022年，5月20日，11点8分，星期一弹性变形材料受压恢复原状塑性变形F 较小F增大撤去FF切屑形成过程的力学模型剪切滑移线剪切滑移线断 裂(脆性材料)被 压 扁(塑性材料)撤去F撤去F第3页，共20页，2022年，5月20日，11点8分，星期一切屑形成、类型及切削影响因素第4页，共20页，2022年，5月20日，11点8分，星期一刀具M切屑OA终滑移线始滑移线=

2、s剪切角2 滑移：OAM区域 塑性变形3 挤裂：OM线上 挤裂破坏4 切离：OM以右区域 切离成切屑 3.2 切削过程中的三个变形区1 晶粒变形：OA以左区域 弹性变形第5页，共20页，2022年，5月20日，11点8分，星期一主要特征：剪切面的滑移变形切削力和切削热的主要来源第一变形区 OAOM间区域影响工件表面的残余应力及后刀面磨损第三变形区 已加工表面与刀具后刀面间挤压、摩擦变形区域影响切屑变形和积屑瘤生成第二变形区 切屑底层与前刀面之间摩擦变形区 造成 的 与 工件表面 纤维化 加工硬化第6页，共20页，2022年，5月20日，11点8分，星期一LchhDhchLD 切屑与切削层尺寸

3、1 厚度变形系数 2 长度变形系数 3.3 切屑变形的表达方法 厚度增加切削层塑变形态变形系数长度缩小宽度基本不变第7页，共20页，2022年，5月20日，11点8分，星期一 3.5 前刀面上的摩擦与积屑瘤现象一 前刀面上的摩擦2 特征 接触界面处压强大3 现象切屑底面的新鲜表面 未形成氧化膜、油膜紧密型接触区摩擦力占85%以上平均1.92.9GPa前刀面上lf1段内油膜不断被切屑破坏smaxtt= tst =m G法应力s剪应力tlf2Blf1AsOX 1 分布：lf1段lf1段粘 接冷焊积屑瘤lf1段内两接触面间分子亲合力非常大摩擦力不符合库仑摩擦定律第8页，共20页，2022年，5月20

4、日，11点8分，星期一二 前刀面上的积屑瘤现象1 特点：前刀面上生成一个非常坚硬的金属堆积物硬度比基体高23倍积屑瘤以一定频率反复生长、脱落2 产生条件：切削塑性材料切削区温度、压力、界面状况符合材料在刀面冷焊和内部相对流动条件第9页，共20页，2022年，5月20日，11点8分，星期一3 影 响优点：积屑瘤稳定堆积前刀面上 代替刀刃切削 延长刀具寿命积屑瘤加大实际工作前角 使变形减小、切削易进行缺点：积屑瘤不规则 影响加工精度、表面粗糙度积屑瘤频繁脱落加速刀具磨损 并产生振动粗加工使积屑瘤稳定存在 精加工抑制积屑瘤产生结论：要 积屑瘤生成人为控制 第10页，共20页，2022年，5月20日，

5、11点8分，星期一影响因素：工件材料切削用量刀具角度切削液等控制措施避免中温 中速加工塑性材料减小切削变形 降低切削温度采用润滑性能优良的切削液4 积屑瘤控制增大前角可减小积屑瘤高度积屑瘤Hb切削速度uc第11页，共20页，2022年，5月20日，11点8分，星期一工件材料刀具角度切削速度切削厚度强度 硬度越大 则摩擦系数越小 变形系数减小前角大 切削刃锋利 切削变形就越小切削塑性金属 对切削变形影响较复杂切削脆性材料 一般不形成积屑瘤切削速度增大 切削变形相应减小厚度增加 前刀面法向力增大 摩擦系数减小 切削变形减小切削厚度是通过摩擦系数影响切削变形3.6 影响切削变形的因素第12页，共20

6、页，2022年，5月20日，11点8分，星期一3.7 切屑类型及其控制产生条件：切削塑性材料 高速hD 小、大前角特 点形状：切屑呈带状 底面光滑 背面呈毛茸状 切屑很薄形成原因：前角大 hD小切削速度高 切削层未充分变形 只塑性滑移无断裂对生产安全有危害过程变形小 切削力小且稳定已加工表面粗糙度低1 带 状一 类型 第13页，共20页，2022年，5月20日，11点8分，星期一2 挤裂切屑产生条件：切削塑性材料hD 较大中速切削前角较小特 点形状：宏观上自然连接、外表面呈锯齿形 如竹节状形成原因：切削层经过充分变形全过程 最后被挤裂切屑冷硬度高 脆且易断 便于处理变形较大 切削力波动较大 易

7、产生振动已加工表面粗糙度较高第14页，共20页，2022年，5月20日，11点8分，星期一 3 单元切屑特 点形状：切屑沿挤裂面完全断开成单元状形成原因：整个剪切面剪应力超过材料的破坏强度切削力波动大 振动明显已加工表面非常粗糙 有振纹产生条件：切削塑性较差材料、V很低、hD很大、前角很小第15页，共20页，2022年，5月20日，11点8分，星期一 4 崩碎切屑产生条件：切削脆性材料铸铁 黄铜特 点形状：切屑呈不规则的碎块状形成原因：塑性差 抗拉强度低切削力较小 但波动幅度大易产生振动 加工表面粗糙度高受前刀面推挤时几乎无塑性变形便脆断成碎块第16页，共20页，2022年，5月20日，11点

8、8分，星期一自由切削非自由切削1 切屑流出方向流屑角：切屑流速ch方向与正交平面夹角直角切削时 流屑角ch = 0斜角自由切削时 流屑角 =s ch 垂直于ABC ：AB与主切削刃间夹角二 切屑控制切屑沿切削刃垂直方向流出AB：主 副刃上参与切削的终点连线第17页，共20页，2022年，5月20日，11点8分，星期一2 流向控制主偏角r = 900 偏向已加工表面3 类型控制刃倾角s ：+ s 流向待加工表面进给量 f 增大：带状向节状过渡 切削速度uc高 易产生带状前角：-o 易流向加工工件一侧前角o 增大：节状向带状过渡第18页，共20页，2022年，5月20日，11点8分，星期一碳钢 合金钢 不锈钢 工具钢全圆弧型塑性高的金属材料和重型刀具4 断屑措施外倾式：作成-S槽形斜角切屑易折小段 并流向加工表面断屑范围广断屑槽类型折线型 直线圆弧型第19页，共20页，2022年，5月20日，11点8分，星期一槽宽 LBn平行式：作成S = 00主要参数内斜式：作成+S应使切屑