切削過程精品課件

1、切削過程第1頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)8分，星期一 1 切削過程 2 金屬擠壓與金屬切削時(shí)工件受力分析 3.1 切屑的形成過程金屬擠壓刀 具工 件切 削磨損 破損加工表面切 屑金屬偏擠壓金屬切削第2頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)8分，星期一彈性變形材料受壓恢復(fù)原狀塑性變形F 較小F增大撤去FF切屑形成過程的力學(xué)模型剪切滑移線剪切滑移線斷 裂(脆性材料)被 壓 扁(塑性材料)撤去F撤去F第3頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)8分，星期一切屑形成、類型及切削影響因素第4頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)8分，星期一刀具M(jìn)切屑OA終滑移線始滑移線=

2、s剪切角2 滑移：OAM區(qū)域 塑性變形3 擠裂：OM線上 擠裂破壞4 切離：OM以右區(qū)域 切離成切屑 3.2 切削過程中的三個(gè)變形區(qū)1 晶粒變形：OA以左區(qū)域 彈性變形第5頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)8分，星期一主要特征：剪切面的滑移變形切削力和切削熱的主要來源第一變形區(qū) OAOM間區(qū)域影響工件表面的殘余應(yīng)力及后刀面磨損第三變形區(qū) 已加工表面與刀具后刀面間擠壓、摩擦變形區(qū)域影響切屑變形和積屑瘤生成第二變形區(qū) 切屑底層與前刀面之間摩擦變形區(qū) 造成 的 與 工件表面 纖維化 加工硬化第6頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)8分，星期一LchhDhchLD 切屑與切削層尺寸

3、1 厚度變形系數(shù) 2 長度變形系數(shù) 3.3 切屑變形的表達(dá)方法 厚度增加切削層塑變形態(tài)變形系數(shù)長度縮小寬度基本不變第7頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)8分，星期一 3.5 前刀面上的摩擦與積屑瘤現(xiàn)象一 前刀面上的摩擦2 特征 接觸界面處壓強(qiáng)大3 現(xiàn)象切屑底面的新鮮表面 未形成氧化膜、油膜緊密型接觸區(qū)摩擦力占85%以上平均1.92.9GPa前刀面上lf1段內(nèi)油膜不斷被切屑破壞smaxtt= tst =m G法應(yīng)力s剪應(yīng)力tlf2Blf1AsOX 1 分布：lf1段lf1段粘 接冷焊積屑瘤lf1段內(nèi)兩接觸面間分子親合力非常大摩擦力不符合庫侖摩擦定律第8頁，共20頁，2022年，5月20

4、日，11點(diǎn)8分，星期一二 前刀面上的積屑瘤現(xiàn)象1 特點(diǎn)：前刀面上生成一個(gè)非常堅(jiān)硬的金屬堆積物硬度比基體高23倍積屑瘤以一定頻率反復(fù)生長、脫落2 產(chǎn)生條件：切削塑性材料切削區(qū)溫度、壓力、界面狀況符合材料在刀面冷焊和內(nèi)部相對(duì)流動(dòng)條件第9頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)8分，星期一3 影 響優(yōu)點(diǎn)：積屑瘤穩(wěn)定堆積前刀面上 代替刀刃切削 延長刀具壽命積屑瘤加大實(shí)際工作前角 使變形減小、切削易進(jìn)行缺點(diǎn)：積屑瘤不規(guī)則 影響加工精度、表面粗糙度積屑瘤頻繁脫落加速刀具磨損 并產(chǎn)生振動(dòng)粗加工使積屑瘤穩(wěn)定存在 精加工抑制積屑瘤產(chǎn)生結(jié)論：要 積屑瘤生成人為控制 第10頁，共20頁，2022年，5月20日，

5、11點(diǎn)8分，星期一影響因素：工件材料切削用量刀具角度切削液等控制措施避免中溫 中速加工塑性材料減小切削變形 降低切削溫度采用潤滑性能優(yōu)良的切削液4 積屑瘤控制增大前角可減小積屑瘤高度積屑瘤Hb切削速度uc第11頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)8分，星期一工件材料刀具角度切削速度切削厚度強(qiáng)度 硬度越大 則摩擦系數(shù)越小 變形系數(shù)減小前角大 切削刃鋒利 切削變形就越小切削塑性金屬 對(duì)切削變形影響較復(fù)雜切削脆性材料 一般不形成積屑瘤切削速度增大 切削變形相應(yīng)減小厚度增加 前刀面法向力增大 摩擦系數(shù)減小 切削變形減小切削厚度是通過摩擦系數(shù)影響切削變形3.6 影響切削變形的因素第12頁，共20

6、頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)8分，星期一3.7 切屑類型及其控制產(chǎn)生條件：切削塑性材料 高速hD 小、大前角特 點(diǎn)形狀：切屑呈帶狀 底面光滑 背面呈毛茸狀 切屑很薄形成原因：前角大 hD小切削速度高 切削層未充分變形 只塑性滑移無斷裂對(duì)生產(chǎn)安全有危害過程變形小 切削力小且穩(wěn)定已加工表面粗糙度低1 帶 狀一 類型 第13頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)8分，星期一2 擠裂切屑產(chǎn)生條件：切削塑性材料hD 較大中速切削前角較小特 點(diǎn)形狀：宏觀上自然連接、外表面呈鋸齒形 如竹節(jié)狀形成原因：切削層經(jīng)過充分變形全過程 最后被擠裂切屑冷硬度高 脆且易斷 便于處理變形較大 切削力波動(dòng)較大 易

7、產(chǎn)生振動(dòng)已加工表面粗糙度較高第14頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)8分，星期一 3 單元切屑特 點(diǎn)形狀：切屑沿?cái)D裂面完全斷開成單元狀形成原因：整個(gè)剪切面剪應(yīng)力超過材料的破壞強(qiáng)度切削力波動(dòng)大 振動(dòng)明顯已加工表面非常粗糙 有振紋產(chǎn)生條件：切削塑性較差材料、V很低、hD很大、前角很小第15頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)8分，星期一 4 崩碎切屑產(chǎn)生條件：切削脆性材料鑄鐵 黃銅特 點(diǎn)形狀：切屑呈不規(guī)則的碎塊狀形成原因：塑性差 抗拉強(qiáng)度低切削力較小 但波動(dòng)幅度大易產(chǎn)生振動(dòng) 加工表面粗糙度高受前刀面推擠時(shí)幾乎無塑性變形便脆斷成碎塊第16頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)

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方向與正交平面夾角直角切削時(shí) 流屑角ch = 0斜角自由切削時(shí) 流屑角 =s ch 垂直于ABC ：AB與主切削刃間夾角二 切屑控制切屑沿切削刃垂直方向流出AB：主 副刃上參與切削的終點(diǎn)連線第17頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)8分，星期一2 流向控制主偏角r = 900 偏向已加工表面3 類型控制刃傾角s ：+ s 流向待加工表面進(jìn)給量 f 增大：帶狀向節(jié)狀過渡 切削速度uc高 易產(chǎn)生帶狀前角：-o 易流向加工工件一側(cè)前角o 增大：節(jié)狀向帶狀過渡第18頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)8分，星期一碳鋼 合金鋼 不銹鋼 工具鋼全圓弧型塑性高的金屬材料和重型刀具4 斷屑措施外傾式：作成-S槽形斜角切屑易折小段 并流向加工表面斷屑范圍廣斷屑槽類型折線型 直線圓弧型第19頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)8分，星期一槽寬 LBn平行式：作成S = 00主要參數(shù)內(nèi)斜式：作成+S應(yīng)使切屑