机械设计基础之金属切削过程及控制

机械设计基础之金属切削过程及控制第十四讲

第三章金属切削过程及控制2．积屑瘤对切削过程的影响（1）使刀具前角变大（2）使切削厚度变化（3）使加工表面粗糙度增大（4）对刀具寿命的影响3．防止积屑瘤产生的措施（1）正确选择切削速度，使切削速度避开产生积屑瘤的区域。（2）使用润滑性能好的切削液，目的在于减小切屑底层材料与刀具前刀面间的摩擦。（3）增大刀具前角，减小刀具前刀面与切屑之间的压力。（4第十四讲3.1.3.切屑的类型及控制

第三章金属切削过程及控制1．切屑的类型及其分类

图3-3切屑类型

a)带状切屑b)挤裂切屑c)单元切屑d)崩碎切屑第十四讲

第三章金属切削过程及控制2、切屑的控制

根据ISO标准规定，并由我国生产工程学会切削专业委员会推荐的切削分类方法如上图，评判较理想的屑形，应符合：不影响操作者安全、不损伤加工表面、不影响机床正常工作、切屑易于清理等。研究发现，切屑的形状与它的流向和卷曲有关。

I)切屑的流向

直角非自由切削

斜角切削时II)切削的卷曲第十五讲

第三章金属切削过程及控制3．结合剂结合剂的作用是将磨料粘和在一起，使砂轮具有一定的强度、气孔、硬度、抗腐蚀和抗潮湿等性能。常用的结合剂有陶瓷结合剂、树脂结合剂、橡胶结合剂和金属结合剂。4．硬度砂轮的硬度反映磨料与结合剂的粘接强度。砂轮硬，磨料不易脱落；砂轮软，磨料容易脱落。一般情况下，工件材料硬度较高时应选用较软的砂轮；但若工件材料太软，则材料易使砂轮堵塞，故也要选用软些的砂轮；磨削薄壁件及导热性差的工件时，选用较软的砂轮；砂轮与工件的磨削接触面大时，砂轮硬度应选软些，使磨料容易脱落，以防止砂轮堵塞；砂轮粒度号大时，选用较软的砂轮，以防止砂轮堵塞；精磨与成形磨时，应选用硬些的砂轮，以利于保持砂轮的廓形。5．组织砂轮组织表示磨料、结合剂、气孔三者之间的比例关系。磨料第十五讲从左到右依次为：紧密、中等、疏松

第三章金属切削过程及控制在砂轮总体积中所占比例越大，则气孔越小（少），砂轮组织越紧密；反之亦然。砂轮组织级别分为紧密、中等、疏松三大类。紧密组织砂轮适用于重压下的磨削；中等组织砂轮适用于一般磨削；疏松组织砂轮不易堵塞，适用于平面磨、内圆磨等磨削接触面大的磨削，以及磨削热敏性强的材料或薄壁工件。第十五讲3.6.2.磨削过程及其机理1.磨料切削刃的形状特征每颗磨料都可以看作是一把微小的刀具。微小磨料的切削刃的几何形状是不确定的，而且切削刃的排列（凹凸、刃距）是随机分布的，磨削厚度非常薄，在几个微米以下；磨削速度高达1000～7000m/min，磨削点的瞬时温度可达1000℃以上，使去除相同体积的材料所消耗的能量达到车削时的30倍。2.磨料的磨削过程

第三章金属切削过程及控制第十五讲3.6.3.磨削力和磨削用量1．磨削力磨削力有以下主要特征：（1）单位磨削力值Kc很大.（2）背向力Fy最大。在正常磨削条件下，Fy/Fz的比值约为2.0～2.5。2．磨削用量（1）砂轮线速度砂轮线速度一般比车削速度大10～15倍左右，但太高时，可能会产生振动或工件表面烧伤。一般=30～35m/s；

第三章金属切削过程及控制第十五讲

第三章金属切削过程及控制（2）工件速度V粗磨时，通常取Vw=15～85m/min；精磨时为15～50m/min。外圆磨时，速比q=Vc/Vw=60～150；内圆磨时，q=40～80。Vw太低时工件易烧伤；Vw太高时磨床可能产生振动。（3）磨削深度ap粗磨时，可取ap=0.01～0.07mm；精磨时，可取ap=0.0025～0.02mm；镜面磨削时，可取ap=0.0005～0.0015mm。（4）砂轮轴向进给量fa砂轮轴向进给量fa是指工件每转一转或每一往复时砂轮的轴向位移量（mm），设砂轮宽度为b（mm），则：粗磨时，取fa=（0.3～0.85）b；精磨时，取fa=（0.1～0.3）b。第十五讲

第三章金属切削过程及控制4．磨削温度影响磨削温度的主要因素有磨削用量、工件材料和砂轮特性。（1）磨削用量对磨削温度的影响①随着径向进给量的增大，磨削温度升高；②随着工件速度Vw的增大，磨削温度升高；但从热量传递的方面分析，可以有效防止工件表面层产生磨削烧伤和磨削裂纹；③随着砂轮线速度的增大，使磨削温度升高。所以，要使磨削温度降低，应该采用较小的径向进给量（即磨削深度）和砂轮线速度Vc，并加大工件速度Vw。（2）工件材料对磨削温度的影响磨削韧性大、强度高、导热性差的材料，磨削温度较高；磨削脆性大、强度低、导热性好的材料，磨削温度相对较低。（3）砂轮硬度对磨削温度的影响硬