实习老师车工课件

1.4金属切削过程项目1车削加工的基础知识一、切屑的类型1、带状切屑

它的内表面光滑，外表面毛茸。加工塑性金属材料（如碳素钢、合金钢、铜和铝合金），当切削厚度较小、切削速度较高、刀具前角较大时，一般常得到这类切屑。它的切削过程平衡，切削力波动较小，已加工表面粗糙度较小。2、挤裂切屑

这类切屑与带状切屑不同之处在外表面呈锯齿形，内表面有时有裂纹。这种切屑大多在切削黄铜或切削速度较低、切削厚度较大、刀具前角较小时产生。3、单元切屑

如果在挤裂切屑的剪切面上，裂纹扩展到整个面上，则整个单元被切离，成为梯形的单元切屑，如图所示。切削铅或用很低的速度切削钢时可得到这类切屑。

以上三种切屑只有在加工塑性材料时才可能得到。其中，带状切屑的切削过程最平稳，单元切屑的切削力波动最大。在生产中最常见的是带状切屑，有时得到挤裂切屑，单元切屑则很少见。

假如改变挤裂切屑的条件，如进一步减小刀具前角，减低切削速度，或加大切削厚度，就可以得到单元切屑。反之，则可以得到带状切屑。

这说明切屑的形态是可以随切削条件而转化的。二、积屑瘤的形成及其对切削过程的影响

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。这块冷焊在前刀面上的金属称为积屑瘤图5（或刀瘤）。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。1、积屑瘤是如何形成的?

1）切屑对前刀面接触处的摩擦，使前刀面十分洁净。2）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”。3）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。4）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。2、形成积屑瘤的条件：

主要决定于切削温度。此外，接触面间的压力、粗糙程度、粘结强度等因素都与形成积屑瘤的条件有关。1）一般说来，塑性材料的加工硬化倾向愈强，愈易产生积屑瘤；2）温度与压力太低，不会产生积屑瘤；反之，温度太高，产生弱化作用，也不会产生积屑瘤。3）走刀量保持一定时，积屑瘤高度与切削速度有密切关系图6所示。图5积屑瘤图6切削速度对积屑瘤的影响3、积屑瘤对切削过程的影响1）实际前角增大

它加大了刀具的实际前角，可使切削力减小，对切削过程起积极的作用。积屑瘤愈高，实际前角愈大。2）使加工表面粗糙度增大

积屑瘤的底部则相对稳定一些，其顶部很不稳定，容易破裂，一部分连附于切屑底部而排出，一部分残留在加工表面上，积屑瘤凸出刀刃部分使加工表面切得非常粗糙，因此在精加工时必须设法避免或减小积屑瘤。3）对刀具寿命的影响

积屑瘤粘附在前刀面上，在相对稳定时，可代替刀刃切削，有减少刀具磨损、提高寿命的作用。但在积屑瘤比较不稳定的情况下使用硬质合金刀具时，积屑瘤的破裂有可能使硬质合金刀具颗粒剥落，反而使磨损加剧。4、防止积屑瘤的主要方法1）降低切削速度，使温度较低，粘结现象不易发生；

2）采用高速切削，使切削温度高于积屑瘤消失的相应温度；

3）采用润滑性能好的切削液，减小摩擦；

4）增加刀具前角，以减小切屑与前刀面接触区的压力；

5）适当提高工件材料硬度，减小加工硬化倾向。

变形区的划分切削层在刀具作用下变成切屑的形态可划分为三个变形区I——第一变形区II—

第二变形区III—第三变形区。

⑴第一变形区I（剪切区）从OA线金属发生剪切滑移变形，到OM线剪切滑移基本结束，AOM区域称为第一变形区（或剪切区）特征：晶粒发生剪切滑移，并产生加工硬化OA—始滑移线OM—终滑移线

切屑沿前刀面排出时进一步受到前刀面的挤压和摩

擦，使靠近前刀面的金属纤维化，基本与前刀面平行。一般内摩擦力约占总摩擦力的85%⑵第二变形区II①粘接区:剪切滑移,内摩擦②滑动区：滑动摩擦，外摩擦第二变形区（挤压摩擦回弹区）⑶第三变形区已加工表面受到切削刃钝圆部分和后刀面的挤压和摩擦，产生变形与回弹，造成纤维化和加工硬化。第三变形区三、

切削力切削力：工件材料抵抗车刀切削所产生的阻力切削力的来源⑴克服材料弹性变形抗力的力⑵克服材料塑性变形抗力的力⑶克服刀—屑及接触面摩擦力的力1、切削力的分解切削合力F常分解成相互垂直的三个分力FC、Ff、FP图2-17切削力的分解FC——FP——Ff——主切削力(Fz)进给抗力(Fx)切深抗力(Fy)图2-17切削力的分解FC——FP——Ff——主切削力(Fz)进给抗力(Fx)切深抗力(Fy)三个分力FC、Ff、FP与合力F合力F＝2.影响切削力的因素⑴工件材料的影响

材料的强度、硬度越高，切削力愈大切削用量中对切削力影响最大的是背吃刀量，其次是进给量。而影响最小的是切削速度。（2）切削用量的影响（3）刀具几何参数①前角γo切削塑性金属时，前角增大，切削力减小。切削脆性金属时，前角增大，对切削力影响不大。②主偏角主偏角主要改变轴向分力与径向分力之比，增大主偏角能使径向力减小而使轴向力增大，车削细长轴时一定要选大的主偏角。刀尖圆弧半径r↑，切削刃圆弧部分的长度↑，切削变形↑，