金屬切削的變形過(guò)程(2)(編輯修改稿)
2025-06-20 00:10 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 力 Fr與剪切力 Fs之夾角為 (?+??0)，由材力知 (??0) 為切削合力 Fr 與切削速度方向的夾角 ， 稱作用角， 以 ?表示 。 ? 可得如下結(jié)論： ? 前角 ?o 增大時(shí) ， ? 增大 ， 變形減小 。 故在保證刀刃強(qiáng)度條件下增大前角可以改善切削過(guò)程 （ 降低切削力 、 溫度 、 提高表面質(zhì)量等 ） ； ? 摩擦角 ? 增大時(shí) ， ? 減小 ， 變形增大 。 故提高刀具刃磨質(zhì)量 、 使用切削液可減小前刀面上的摩擦 ，對(duì)切削過(guò)程有利 。 二 、 前刀面上的摩擦 切屑與前刀面摩擦示意圖 切削塑性材料時(shí) 刀 ? 屑 接觸區(qū)的摩擦示意圖?？梢?jiàn)， 刀 ? 屑 接觸面分兩個(gè)區(qū)域： 粘結(jié)區(qū)和滑動(dòng)區(qū) 。 刀具前刀面的摩擦特性 ? ， ? 法應(yīng)力 ? ?=?s 剪應(yīng)力 ?， ?=?? O A B 刀具 OA 粘結(jié)區(qū) AB 滑動(dòng)區(qū) ? OA— 粘結(jié)區(qū) （ 內(nèi)摩擦區(qū) ） ：摩擦系數(shù)是變化的 ? AB— 滑動(dòng)區(qū) （ 外摩擦區(qū) ） ：摩擦系數(shù)是常數(shù) avsnfFF??? ??? 粘結(jié)區(qū) ? 內(nèi)摩擦 ? 切塑性金屬時(shí) ， 切屑與前刀面間高溫 (幾百度 )、 高壓 （ 23GPa） ?使切屑底部與前刀面間發(fā)生粘結(jié) ， 亦稱 “ 冷焊 ” ； ? 粘結(jié)區(qū)并非一般的外摩擦 ， 而是粘結(jié)層金屬與相鄰切屑較上層之間的 晶粒相對(duì)剪切滑移 ， 屬內(nèi)摩擦 。 ? 單位切向力 = 材料的剪切屈服極限 ?s ? 滑動(dòng)區(qū) ? 外摩擦 ? 單位切向力由 ?s 逐漸減小到 0。 ? 刀 ? 屑接觸面上正應(yīng)力 ?? 在刀尖處最大 ， 逐漸減小到 0。 三 、 影響前刀面摩擦系數(shù)的主要因素 ? 工件材料：強(qiáng)度硬度增大 ， ? 減小 （ V不變時(shí) ， 溫度升高 ） ? 切削厚度：切削厚度增大 ， 正應(yīng)力增大 ， ? 減小 ? 切削速度： 低速 ， V大 ， ? 越大；高 速 ， V大 ， ? 越小 ? 刀具前角： ?o 增大 ， 正應(yīng)力減小 ， ? 越大 avsnfFF??? ?? ? v 切削速度： 在不同 v范圍 ， 影響不同 。 v低時(shí) ， 溫度較低 ， 前刀面與切屑底層不易粘結(jié) 。 粘結(jié)情況隨速度的增大而發(fā)展， 使 ?增大；當(dāng) v超過(guò)一定值時(shí) ， 溫度升高 ， 使材料塑性增大 ， 流動(dòng)應(yīng)力減小， 故 ?降低 。 ? 積屑瘤 ? 由于刀 ? 屑接觸面的摩擦 ， 當(dāng)切削速度不高又形成連續(xù)切屑時(shí) ， 加工鋼料和其它塑性材料時(shí) ， 常常在刀刃處粘著剖面呈三角狀硬塊 。 硬度為工件硬度的 23倍 ， 這塊金屬被稱為積屑瘤 。 叫積屑瘤 。 ? 形成原因： 高溫 、 高壓 ， 粘結(jié) 、 冷焊 第四節(jié) 積屑瘤的形成及其對(duì)切削過(guò)程的影響 一、積屑瘤的成因： 當(dāng)金屬切削層從終滑移面流出時(shí)，受到刀具前刀面的擠壓和摩擦，切屑與刀具前刀面接觸面溫度升高，擠壓力和溫度達(dá)到一定的程度時(shí)，就產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象，也就是常說(shuō)的 “ 冷焊 ” 。切屑流過(guò)與刀具粘附的底層時(shí)，產(chǎn)生內(nèi)摩擦，這時(shí)底層上面金屬出現(xiàn)加工硬化，并與底層粘附在一起，逐漸長(zhǎng)大，成為積屑瘤，如圖所示。 積屑瘤的產(chǎn)生與不但與材料的加工硬化有關(guān)，而且也與刀刃前區(qū)的溫度和壓力有關(guān)。 ?材料塑性越高，愈易形成積屑瘤。 ?實(shí)驗(yàn)證明：形成積屑瘤有一最佳切削溫度，此時(shí)積屑瘤高度 Hb最大，當(dāng)溫度高于或低于此溫度時(shí)，積屑瘤高度皆減小。 ?積屑瘤高度與切削速度的關(guān)系如下圖，實(shí)際上也反映了與溫度的關(guān)系。 積屑瘤高度 Hb與 vc的關(guān)系 二、積屑瘤對(duì)金屬切削過(guò)程
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