第二章金属切胤过程中 的物理现家 工业工程系
第二章 金属切削过程中 的物理现象 工业工程系
第一讲 概述 金属切削过程是刀具在工件上切除多余的金属,产生切屑和形成已加 工表面的整个过程。这一过程中,会出现一些物理现象,如切削变形、 切削力、切削热、刀具磨损等。研究这些物理现象,掌握其变化规律, 就可以分析和解决切削加工中的实际问题,以提高切削效率、加工质量 和降低生产成本 二、切屑的形成 切削加工时,工件上的切削层受刀具的偏挤压,切削层产生弹 性变形而至塑性变形 A 刀具 ()切前形成过程 (b)切削形成示意 图2-2切肖形成示意
一、概述 金属切削过程是刀具在工件上切除多余的金属，产生切屑和形成已加 工表面的整个过程。这一过程中，会出现一些物理现象，如切削变形、 切削力、切削热、 刀具磨损等。研究这些物理现象，掌握其变化规律， 就可以分析和解决切削加工中的实际问题，以提高切削效率、加工质量 和降低生产成本。 二、切屑的形成 切削加工时，工件上的切削层受刀具的偏挤压，切削层产生弹 性变形而至塑性变形。 第一讲
切屑的形态 切削金属时,由于工件材料不同,切削条件不 同,切削过程中变形的程度也就不同,所形成的切 屑形态多种多样。归纳起来,可分为下列四种类型 v (Q)带状切削(b)节状切削 (c)粒状切削 ()崩碎切削 图2-3切削的基本形态
三、切屑的形态 切削金属时，由于工件材料不同，切削条件不 同，切削过程中变形的程度也就不同，所形成的切 屑形态多种多样。归纳起来，可分为下列四种类型
四、积屑瘤现象及产生的原因 1、产生原因 在一定的条件下切削钢、黄铜、铝合金等塑性金属时,由于前刀面挤压及磨 擦的作用,使切屑底层中的一部分金属停滞和堆积在切削刃口附近,形成硬块, 能代替切削刃进行切削,这个硬块称为切屑瘤。一般说来,温度与压力太低,不 会发生粘结;而温度太高,也不会产生积屑瘤。因此,切削温度是积屑瘤产生的 决定因素。如图2-8所示 2、影响 积屑瘤有利的一面是它包覆在切削刃上代替切削刃工作,起到保护切削刃作用, 同时还使刀具实际前角增大,切削变形程度降低,切削力减小;但也有不利的 面,由于它的前端伸出切削刃之外,影响尺寸精度,同时其形状也不规则,在切 削表面上刻出深浅不一的沟纹,影响表 面质量。此外,它也不稳定,成长、脱 落交替进行,切削力易波动,破碎脱落 时会划伤刀面,若留在已加工表面上, 会形成毛剌等,增加表面粗糙度值。因 此在粗加工时,允许有积屑瘤存在,但 在精加工时,一定要设法避免。 刀具
四、积屑瘤现象及产生的原因 1、产生原因 在一定的条件下切削钢、黄铜、铝合金等塑性金属时，由于前刀面挤压及磨 擦的作用，使切屑底层中的一部分金属停滞和堆积在切削刃口附近，形成硬块， 能代替切削刃进行切削，这个硬块称为切屑瘤。一般说来，温度与压力太低，不 会发生粘结；而温度太高，也不会产生积屑瘤。因此，切削温度是积屑瘤产生的 决定因素。如图 2-8所示。 2、影响 积屑瘤有利的一面是它包覆在切削刃上代替切削刃工作，起到保护切削刃作用， 同时还使刀具实际前角增大，切削变形程度降低，切削力减小；但也有不利的一 面，由于它的前端伸出切削刃之外，影响尺寸精度，同时其形状也不规则，在切 削表面上刻出深浅不一的沟纹，影响表 面质量。此外，它也不稳定，成长、脱 落交替进行，切削力易波动，破碎脱落 时会划伤刀面，若留在已加工表面上， 会形成毛剌等，增加表面粗糙度值。因 此在粗加工时，允许有积屑瘤存在，但 在精加工时，一定要设法避免
3、积屑瘤的控制 (1)控制切屑瘤的方法主要有以下几种: (2)提高工件材料的硬度,减少塑性和加工硬化倾向 (3)控制切削速度,以控制切削温度, (4)采用润滑性能良好的切削液,减小摩擦。 (5)增大前角,减小切削厚度,都可使刀具切屑接触长度减小,积屑瘤高度减 hsh I 20~30 100 图2-10已加工表面变形 图2-9积削瘤高度与切削速度关系
3、 积屑瘤的控制 （1）控制切屑瘤的方法主要有以下几种： （2）提高工件材料的硬度，减少塑性和加工硬化倾向。 （3）控制切削速度，以控制切削温度。 （4）采用润滑性能良好的切削液，减小摩擦。 （5）增大前角，减小切削厚度，都可使刀具切屑接触长度减小，积屑瘤高度减 小