金屬切削的變形過程(參考版)
2025-05-19 00:10本頁面
【正文】 ） 思考題 ?金屬切削過程的三個(gè)變形區(qū)有何特點(diǎn) ?它們之間有什么關(guān)聯(lián)？ ?如何表示切屑變形程度 ?影響切屑變形有哪些因素 ?各因素如何影響切屑變形 ? ?積屑瘤是如何產(chǎn)生的 ?積屑瘤對切削過程有何影響 ? ?刀具前刀面上的摩擦有何特點(diǎn)？影響前刀面磨擦系數(shù)的主要因素有哪些？ ?某工廠車工師傅在粗加工一件零件時(shí)，他采用了在刀具上產(chǎn)生積屑瘤的加工方法，而在精加工時(shí)，他又努力避免積屑瘤的產(chǎn)生，請問這是為什么？在防止積屑瘤方面，你認(rèn)為能用哪些方法。 形成條件 影響 名稱 簡圖 形態(tài) 變形 帶狀 ，底面光滑，背面呈毛茸狀 節(jié)狀 ，底面光滑有裂紋，背面呈鋸齒狀 粒狀 不規(guī)則 塊狀 顆粒 剪切滑移尚未達(dá)到斷裂程度 局部剪切應(yīng)力達(dá)到斷裂強(qiáng)度 剪切應(yīng)力完全達(dá)到斷裂強(qiáng)度 未經(jīng)塑性變形即被擠裂 加工塑性材料，切削速度較高，進(jìn)給量較小， 刀具前角較大 加工塑性材料，切削速度較低，進(jìn)給量較大， 刀具前角較小 工件材料硬度較高，韌性較低，切削速度較低 加工硬脆材料， 刀具前角較小 切削過程平穩(wěn)，表面粗糙度小， 妨礙切削工作，應(yīng)設(shè)法斷屑 切削過程欠平穩(wěn)，表面粗糙度欠佳 切削力波動較大，切削過程不平穩(wěn)，表面粗糙度不佳 切削力波動大，有沖擊，表面粗糙度惡劣，易崩刀 帶狀切屑 擠裂切屑 單元切屑 崩碎切屑 表 31 切屑類型及形成條件 切屑類型 帶狀切屑 擠裂切屑 節(jié)狀切屑 崩碎切屑 圖 切屑形態(tài)照片 按外形（影響切屑處理和運(yùn)輸） ? 帶狀屑 高速切削塑性金屬，一般應(yīng)力求避免 ? C形屑 車削一般碳鋼和合金鋼時(shí)，采用帶卷屑槽的車刀時(shí)易得，較好 ? 長緊卷屑 普通車床上較好 ? 發(fā)條狀卷屑 重型機(jī)床上較好 ? 寶塔狀卷屑 自動機(jī)或自動線上較好 ? 螺卷屑 車削脆性材料較好 ? 崩碎屑 二、切屑形狀分類 （國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的切屑分類法） “不可接受 ” 的切屑 ? 拉傷工件的已加工表面，使表面粗糙度惡化 ? 劃傷機(jī)床，卡在機(jī)床運(yùn)動副之間 ? 造成刀具的早期破損 ? 甚至影響操作者的安全 衡量切屑可控性的主要標(biāo)準(zhǔn) ? 不妨礙正常的加工 ? 不影響操作者的安全 ? 易于清理、存放和搬運(yùn) 切屑控制措施 ? 前刀面上磨制斷屑槽或使用壓塊式斷屑槽 ? 可轉(zhuǎn)位刀具 切屑的卷曲與折斷 切屑控制 ? 為使切削過程正常進(jìn)行和保證已加工表面質(zhì)量，應(yīng)使切屑卷曲和折斷。 ? 改變切削條件 ， 如 大前角 ， 大刃傾角 ， 小切削厚度 ， 高切削速度 ， 可得到針狀切屑或松散的帶狀切屑 。 ? 產(chǎn)生原因：材料受到 拉應(yīng)力已超過其抗拉強(qiáng)度 。 ? 掌握其變化規(guī)律 ， 就可改變切屑形態(tài)以達(dá)控制切屑（ 卷屑 、 斷屑 ） 和改善 已加工表面質(zhì)量 的目的 。 ? 可見： ? 從 帶狀 ?擠裂 ?單元切屑 的變化： 切削厚度由小到大 ， 切削速度和刀具前角由大到小 。 使剪切裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展而斷裂成單元體 。 ? 切削力波動較大 ， 切削過程產(chǎn)生一定的振動 ， 已加工表面較粗糙 。 擠裂切屑 ? 外側(cè)面呈鋸齒狀 ， 內(nèi)側(cè)面有時(shí)有裂紋 ? 加工塑性金屬材料 ， 切削厚度較大 ， 切削速度較低 ，刀具前角較小 時(shí)得到 。 被切材料在經(jīng)過終滑移線時(shí)剪應(yīng)力未超過材料的破裂強(qiáng)度 ? 通常加工 塑性金屬材料 ， 切削厚度較小 ， 切削速度較高 ， 刀具前角較大 時(shí)得到 。 一、切屑種類 帶狀切屑 ? 最常見 。 帶狀 擠裂 單元 崩碎 由于不同工件材料和切削條件，切屑形態(tài)不同，常見的切屑有四種類型。 ? 研究切屑的形態(tài)不僅在生產(chǎn)實(shí)踐上具有重要意義（切屑處理），而且在理論上也有重要意義。 切屑的類型及其變化 ? 意義： ? 金屬切削過程是被切金屬層在刀刃和前刀面的作用下，經(jīng)過擠壓和滑移變成切屑 (Chip)的過程。 4．切削厚度 ? 下圖顯示了進(jìn)給量（即切削厚度）對切屑變形的影響。主要是因?yàn)樗苄宰冃蔚膫鞑ニ俣缺葟椥宰冃蔚穆?，速度低時(shí)，金屬始剪切面為 OA，當(dāng)速度增大到一定值時(shí)，金屬流動速度大于塑性變形速度，在 OA面金屬并未充分變形，相當(dāng)于始剪切面后移至 OA`面，終剪切面 OM也后移至 OM`，第一變形區(qū)后移，使得材料變形系數(shù)減小。 ? 隨著速度的增加，積屑瘤增大到一定程度又會消退，在消退階段，積屑瘤隨著切削速度的增加而減小，同時(shí)，實(shí)際刀具前角也減小，材料的變形將增大，在積屑瘤完全消退時(shí)，材料變形將最大。 積屑瘤段情況（中低速） ? 在積屑瘤增長階段，積屑瘤隨著切削速度的增大而增大，積屑瘤越大，實(shí)際刀具前角也越大，切屑的變形相對減少，所以在此階段，切削速度增加時(shí)，材料變形系數(shù) ξ 也減少。 切削速度 ? 由圖可以看出，隨切削速度變化的材料變形系數(shù)曲線并不是一直遞減，而是在某一段有一個(gè)波峰，這實(shí)際是積屑瘤產(chǎn)生的影響。在同樣的切削速度下，刀具前角 γ O愈大，材料變形系數(shù)愈小。 前角對變形系數(shù)的
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