金属切削原理与刀具知识.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一.切屑种类及形成机理,金属切削基本规律,切削单元,OMmaOMma。,一个个切削单元叠加起来，从前刀面流出，形成切屑。,1.,切屑的形成,切削过程是刀具从工件表面上切去多余金属，形成已加工表面的过程，也是工件的切削层金属在刀具前刀面挤压下产生塑性变形，形成切屑被切下来的过程。,2.切屑的种类,带状切屑切削速度较高，刀具的前角较大而切削厚度不大时，加工塑性较好的材料容易获得,。,这是正常情况下最常见的切屑形态（与刀具接触的底层光滑，背面呈微小锯齿形，延续成带状）。,挤裂切屑切削厚度较大，刀具前角较小，容易获得（背面呈较大锯齿形，内表面有时也形成裂纹）。,单元切屑切削厚度很大而切削速度极低，刀具前角小，容易获得（切削单元基本不连续）。,崩碎切屑加工脆性材料时容易出现。,二.金属切削过程中的变形规律,1.,变形区的划分,变形区,：刀刃前方的变形区。主要是沿剪切面的滑移变形。,变形区,：近刀刃处已加工表面的变形区。该处受刀刃钝圆部分和刀具后刀面的挤压和摩擦，造成工件表面的加工硬化。,变形区,：与刀具前刀面接触的切屑底层变形区。切屑底层受到前刀面的挤压和摩擦，其金属纤维基本上与前 刀面平行。,2.,切削过程变形的表示方法,变形系数,在切削过程中，切削层变形，从工件上分离,而形成切屑，但切削前后金属的体积不变。,当工件材料相同而切削条件不同时，,越大，说明变形越大,；,当切削条件相同而工件材料不同时，越大，说明材料的塑性越大,；,a,c,La,w,a,0,L,c,a,wc,切 削 前,切 削 后,a,w,a,wc,a,c,L,a,0,L,c,=L/L,c,=a,0,/a,c,变形系数,形成,切削塑性很好的金属，在高温（200600）高压和强烈摩擦作用下，由切屑底层微粒逐渐粘结到刀具前刀面上的不稳定的楔块。,三.积屑瘤,特点,硬度高，脆性大，可代替刀刃进行加工。,精加工时避免，采用高速或低速切削。,粗加工时利用，采用中速切削 （v=5,100m/min）。,对切削过程的影响,采取措施,控制切削速度，避开积屑瘤的生长速度范围；,使用切削液，降低切削温度，减小摩擦；,对塑性好的材料，可进行热处理，适当提高硬度，降低塑性；,使刀具的实际前角增大；,使切入深度增加；,使加工表面的粗糙度增大；,影响刀具耐用度；,1.切削力的来源与分解,来源,切削层金属的弹性和塑性变形所产生的抗力；,刀具与切屑，刀具与工件表面之间的摩擦力；,切削力产生于刀具的,前刀面,（作用于前刀面上的变形抗力与摩擦力）和,后刀面,（作用于后刀面上的变形抗力与摩擦力），上述力的合力即为总切削力,F,。,四.切削力和切削功率,金属切削加工时，刀具使工件的切削层金属变形成为切屑所需的力，称为,切削力,（,表现为，刀具作用在工件上的力或工件作用于刀具上的反作用力,）。,进刀深和走刀量（,a,p,和,f,）：增加,f,，减少,a,p,有利于减低切削力；,工件材料：工件强度越高，所需切削力越大；,刀具角度：前角，后角，主偏角等都会影响；,切削速度；,3.影响切削力的因素,切削力的理论公式：,F,Z,=,s,a,c,a,w,（1.4+C）,式中，,s,：工件材料的剪切屈服极限；,a,c,：切削厚度；a,w,：切削宽度；：变形系数；,C：常数，其数值可查切削手册；,4.切削功率,消耗在切削过程中的功率。,在车削外圆时，,F,y,方向上的运动速度为零，功率也为零；,F,x,方向上的运动速度很小，消耗功率也很小，可忽略不计，因此切削功率可用下式近似计算：,P,Z,=（KW）,F,z,v,1000,式中，v：切削速度（m/s）；F,z,：主切削力（N）；,或：,P,Z,=（KW）,F,z,v,100060,式中，v：切削速度（m/min）；F,z,：主切削力（N）；,五.切削热、切削温度和切削液,1.切削热,在零件的切削加工过程中，材料的弹、塑性变形，切屑、工件与刀具间的摩擦所消耗的功，绝大部分都转化为热能，称为,切削热,。,热源,：三个变形区及切屑与前刀面、工件与后刀面的摩擦热。,散热,：从切屑、刀具、工件和周围介质中传散，其中切屑带走的热量最多（约占50%,80%）。,影响,：加剧刀具磨损，降低工件表面质量；使工件和刀杆变形，影响工件加工精度。,2.切削温度,（1）切削温度的概念,切削区（主要包括刀具、切屑和工件）的平均温度,。随,切削温度温度升高，切屑颜色由银白变成黄白、金黄、紫、深蓝和浅蓝色。,（2）影响切削温度的主要因素,切削用量,：提高切削用量，切削温度提高，其中切削速度的影响最为明显。,工件材料,：,工件材料的强度和硬度越高，切削功率越大，切削温度越高。,刀具角度与磨损,：,减小主偏角，增大前角和刀尖园角半径，降低切削温度。磨损大，切削温度升高。,3.,切削液,（1）,切削液的作用,冷却 带走热量，降低切削温度,润滑 渗入切削区，在金属表面形成润滑膜,清洗 冲走刀具和工件表面的细小切屑,防锈 防止工件、刀具和机床受周围介质的腐蚀,（2）,切削液的种类,水溶液 主要成分是水（在水中添加防锈剂，表面活性物质等），主要起冷却作用,乳化液 乳化油由水稀释而成,切削油 主要成分是矿物油，主要起润滑作用,