金屬工藝學(xué)第三節(jié)

1、 是指切屑與已加工面形成得到符是指切屑與已加工面形成得到符合要求的加工表面的過程。合要求的加工表面的過程。 在這個(gè)過程中，會(huì)產(chǎn)生在這個(gè)過程中，會(huì)產(chǎn)生切削力、切削熱、刀具磨損等現(xiàn)象，對(duì)加工質(zhì)量有較切削力、切削熱、刀具磨損等現(xiàn)象，對(duì)加工質(zhì)量有較大的影響。大的影響。（1）、切削層金屬受到刀具的擠壓開始產(chǎn)生彈性變）、切削層金屬受到刀具的擠壓開始產(chǎn)生彈性變形形（2）、隨著刀具的擠壓推進(jìn)，應(yīng)力逐漸加大，當(dāng)應(yīng)）、隨著刀具的擠壓推進(jìn)，應(yīng)力逐漸加大，當(dāng)應(yīng)力力 達(dá)到屈服強(qiáng)度時(shí)產(chǎn)生塑性變形。達(dá)到屈服強(qiáng)度時(shí)產(chǎn)生塑性變形。（3）、當(dāng)?shù)毒呃^續(xù)推進(jìn)應(yīng)達(dá)到抗拉強(qiáng)度極限時(shí)，金）、當(dāng)?shù)毒呃^續(xù)推進(jìn)應(yīng)達(dá)到抗拉強(qiáng)度極限時(shí)，金屬屬 層被

2、擠裂形成切屑。層被擠裂形成切屑。 即：三個(gè)變形區(qū)：彈性變形、塑性變形、斷裂。即：三個(gè)變形區(qū)：彈性變形、塑性變形、斷裂。剪切面上的滑移、前刀面上擠壓、摩擦而造成的第二剪切面上的滑移、前刀面上擠壓、摩擦而造成的第二次滑移、已加工表面與副后刀面附近的滑移。次滑移、已加工表面與副后刀面附近的滑移。工件工件刀具刀具圖切削過程晶粒變形情況切削層切削層刀具刀具工件工件圖切削過程三個(gè)變形區(qū)2。切屑的類型。切屑的類型（1）帶狀切帶狀切屑：屑：外形呈外形呈帶狀。帶狀。（2）擠裂切屑擠裂切屑：切屑上與：切屑上與前刀面接觸的一面較光潔，前刀面接觸的一面較光潔，其背面局部開裂成節(jié)狀。其背面局部開裂成節(jié)狀。(3)單元切屑

3、單元切屑切屑沿厚度切屑沿厚度斷裂成均勻斷裂成均勻的顆粒狀。的顆粒狀。（4）崩碎切屑崩碎切屑 切削切削層幾乎不經(jīng)過塑性變形層幾乎不經(jīng)過塑性變形就產(chǎn)生脆性崩裂，得到就產(chǎn)生脆性崩裂，得到的切屑呈不規(guī)則的細(xì)粒的切屑呈不規(guī)則的細(xì)粒狀。狀。切屑的類型是由材料的切屑的類型是由材料的應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變特性和塑性應(yīng)變特性和塑性變形程度決定的。變形程度決定的。3。積屑瘤 在在 一定的切削速度一定的切削速度范圍范圍內(nèi)，切削塑性材料時(shí)，常發(fā)現(xiàn)在刀內(nèi)，切削塑性材料時(shí)，常發(fā)現(xiàn)在刀 具前具前刀刀 面上靠近刀刃的部位粘附著一小塊很硬的金屬塊稱面上靠近刀刃的部位粘附著一小塊很硬的金屬塊稱積屑瘤積屑瘤。（1）積屑瘤的形成：在高溫、高壓

4、的作用下，由于切屑表面層熔化后滯留）積屑瘤的形成：在高溫、高壓的作用下，由于切屑表面層熔化后滯留 在前刀面上，使部分切屑轉(zhuǎn)化而成。在前刀面上，使部分切屑轉(zhuǎn)化而成。（2）積屑瘤對(duì)切削過程的影響）積屑瘤對(duì)切削過程的影響 A、保護(hù)刀刃、使前角增大，減小刀具摩擦，粗加工時(shí)對(duì)，刀具十分、保護(hù)刀刃、使前角增大，減小刀具摩擦，粗加工時(shí)對(duì)，刀具十分 有利。有利。 B、積屑瘤積屑瘤時(shí)有是無，精加工時(shí)使工件尺寸精度變差，粗糙度增加。時(shí)有是無，精加工時(shí)使工件尺寸精度變差，粗糙度增加。（3） 、積屑瘤防止措施、積屑瘤防止措施 采用低速（采用低速（=2-5m/min） 采用高速（采用高速（75m/min） 減小進(jìn)給量減

5、小進(jìn)給量, 切削力降低切削力降低,對(duì)前刀面擠壓變小對(duì)前刀面擠壓變小 增大前角，切削力降低。增大前角，切削力降低。 降低前刀面的粗糙度，減少摩擦。降低前刀面的粗糙度，減少摩擦。 合理的選用切削液，降低溫度。合理的選用切削液，降低溫度。 降低工件材料塑性，提高工件硬度。降低工件材料塑性，提高工件硬度。 圖圖1.切削過程作用在積屑瘤上的力切削過程作用在積屑瘤上的力1圖圖.積屑瘤對(duì)前角的影響積屑瘤對(duì)前角的影響積屑瘤積屑瘤 二、切削力和切削功率二、切削力和切削功率 1。切削力的來源。切削力的來源：在切削工件時(shí)，必須要克服材料在切削工件時(shí)，必須要克服材料 的彈性變形和塑性變形抗力，刀具與工件，刀具與的彈性

6、變形和塑性變形抗力，刀具與工件，刀具與 切屑之間的摩擦力，這種抗力組成切削力。切屑之間的摩擦力，這種抗力組成切削力。 2。切削力的分解切削力的分解 按著空間的三維坐標(biāo)，分解切削力為按著空間的三維坐標(biāo)，分解切削力為Fc、Ff、Fp（1）主切削力）主切削力Fc：是切削力：是切削力F在切削速度方向分力。在切削速度方向分力。 占占90-98%，是設(shè)計(jì)機(jī)床的依據(jù)。，是設(shè)計(jì)機(jī)床的依據(jù)。（2）背向抗力）背向抗力Fp：切削力在垂直工作平面上分力，易使：切削力在垂直工作平面上分力，易使 工件彎曲變形。占工件彎曲變形。占1-5%。（3）進(jìn)給力）進(jìn)給力Ff：與進(jìn)給方向平行，設(shè)計(jì)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的依據(jù)：與進(jìn)給方向平行，設(shè)計(jì)進(jìn)

7、給機(jī)構(gòu)的依據(jù) 占占1-5%。FFFFFFFFFfannfr圖圖.前后刀面上的力及總切削力前后刀面上的力及總切削力3。影響切削力的因素。影響切削力的因素（1）工件材料：）工件材料：工件材料強(qiáng)度、硬度越工件材料強(qiáng)度、硬度越 大，單位切削力越大。但切削力增大的幅大，單位切削力越大。但切削力增大的幅 度與材料強(qiáng)度的增大幅度不成比例。度與材料強(qiáng)度的增大幅度不成比例。（2）切削層參數(shù)：）切削層參數(shù)：切削層公稱厚度與切削切削層公稱厚度與切削 層公稱寬度增加時(shí)，切削力增大，但切削層公稱寬度增加時(shí)，切削力增大，但切削 層公稱寬度的影響一般大于切削層公稱厚層公稱寬度的影響一般大于切削層公稱厚 度的影響。度的影響。

8、（3）切削用量：）切削用量：當(dāng)背吃刀量或進(jìn)給量加大當(dāng)背吃刀量或進(jìn)給量加大 時(shí)，切削力明顯加大。時(shí)，切削力明顯加大。（4）刀具前角的影響：）刀具前角的影響：前角增加時(shí)，切削前角增加時(shí)，切削 力下降。力下降。三、切削熱產(chǎn)生、傳出、切削溫度及冷卻液三、切削熱產(chǎn)生、傳出、切削溫度及冷卻液 1。切削熱的產(chǎn)生、傳出及對(duì)工件的影響（如圖。切削熱的產(chǎn)生、傳出及對(duì)工件的影響（如圖1.1-17) （1）切削熱的的產(chǎn)生）切削熱的的產(chǎn)生 切屑變形。切屑變形。切屑與刀具前刀面的摩擦切屑與刀具前刀面的摩擦 工件與刀具后刀面的摩擦工件與刀具后刀面的摩擦 （2）切削熱的傳出：）切削熱的傳出：切屑、工件、刀具、空氣切屑、工件、

9、刀具、空氣等。等。 （3）切削熱對(duì)加工的影響）切削熱對(duì)加工的影響 刀具溫度升高，加速刀具磨損。刀具溫度升高，加速刀具磨損。 工件受熱膨脹，影響加工精度工件受熱膨脹，影響加工精度。切屑切屑刀具刀具工件工件圖圖.切削熱的產(chǎn)生與傳導(dǎo)切削熱的產(chǎn)生與傳導(dǎo)（2）切削液分類及選用）切削液分類及選用、分類：水類、乳化液、油類。分類：水類、乳化液、油類。、選用：選用： A、按材料選用：鋼選乳化液。、按材料選用：鋼選乳化液。 鑄鐵不用，鑄鐵不用， 有色金屬不用或用油類。有色金屬不用或用油類。 B、按工藝要求及方法：、按工藝要求及方法： 粗加工選冷卻強(qiáng)的切削液、水類、乳化液。粗加工選冷卻強(qiáng)的切削液、水類、乳化液。 精加工選潤(rùn)滑好的切削液、油類、精加工選潤(rùn)滑好的切削液、油類、 乳化液。乳化液。四、刀具磨損和耐用度四、刀具磨損和耐用度1、刀具磨損的過程、刀具磨損的過程（1）、正常磨損和非正常磨損）、正常磨損和非正常磨損（2）、非正常磨損：過早損壞，如崩刃、折斷、卷）、非正常磨損：過早損壞，如崩刃、折斷、卷刃刃（3）、主要原因：刀具材料、刀具角度、切削用量）、主要原因：刀具材料、