【正文】 層材料的剪切屈服強度 τ s下降 ， 導致前刀面摩擦系數(shù) μ 減小 ， 摩擦角隨之減小 ，剪切角增大 ， 故變形系數(shù)減小 。 2 刀具前角的影響 3． 切削速度的影響 A段： 積屑瘤隨著切削速度的增大逐漸形成，前角逐漸增大，所以變形系數(shù)減小。 刀具前角增大 ， 剪切角將隨之增大； 變形系數(shù)隨著刀具的前角增大而減小 。 2）控制措施 （ 5） 減小進給量。 （ 3） 增大刀具前角 ，減小刀具前刀面與切屑之間的壓力。 在粗加工時 ， 可充分利用積屑瘤 ,精加工時必須防止積屑瘤的產(chǎn)生 ， 可采取的控制措施有： （ 2） 使用潤滑性能好的切削液 ， 目的在于減小切屑底層材料與刀具前刀面間的摩擦 。 1）積屑瘤對切削過程的影響 （ 4） 對刀具壽命的影響 積屑瘤 如生長穩(wěn)定，起到了保護了刀具，提高了刀具的使用壽命的作用；如頻繁脫落，則加劇了刀具的磨損，降低了刀具的使用壽命。 （ 2） 增大切削厚度 Δ hD的變化導致切削厚度的變化，從而導致切削力的波動和影響加工質(zhì)量。 Ⅳ 區(qū)：切削速度進一步提高，由于切削速度較高而冷焊消失，此時積屑瘤不再存在，當切屑底部的纖維化依然存在，切屑的滯留傾向也依然存在。 Ⅲ 區(qū)：積屑瘤的高度隨切削速度的增加而減小，當?shù)竭_邊界時，積屑瘤消失。 根據(jù)積屑瘤的有無及生長高度 Hb與切削速度關(guān)系，可分為四個區(qū)： （ 5） 切削速度 I 區(qū)：切削速度很低，形成粒狀或節(jié)狀切屑，沒有積屑瘤生成； Ⅱ 區(qū)：形成帶狀切屑，冷焊條件逐漸形成，隨著切削速度的提高，積屑瘤高度也增加。 （ 3）刀具前角 增大刀具前角可以有效抑制積屑瘤的形成。 1）積屑瘤的形成 （ 1）工件材料的性質(zhì) 塑性材料的加工硬化傾向越強，越易產(chǎn)生積屑瘤； 切削區(qū)的溫度和壓力很低時，不會產(chǎn)生積屑瘤；切削區(qū)的溫度太高時，由于材料變軟，也不會產(chǎn)生積屑瘤。 （ 3）切削速度 （ 4）刀具前角 積屑瘤的形成及其對切削過程的影響 1．積屑瘤的形成及其成因 速度不高、切削塑性金屬、形成帶狀切屑，刀具和切屑間的壓力和摩擦，使得切屑冷焊并層積在前刀面上，形成硬度很高的一塊剖面呈三角狀的硬塊，其硬度是工件材料硬度的2～ 3倍，能夠代替刀刃進行切削，并以一定的頻率生長和脫落。 摩擦力： r s a s aF A P A??? ? ?摩擦系數(shù)： sanAF?? ?2 前刀面上的摩擦 切塑性金屬時前刀面上應力 分布情況： 刀 屑接觸區(qū)摩擦可分兩部分： OA 段粘接區(qū) :形成緊密接觸型摩擦，剪切滑移，內(nèi)摩擦 AB 段滑動區(qū) :形成峰點接觸型滑動摩擦，外摩擦 一般內(nèi)摩擦力約占總摩擦力的85% 3 影響前刀面上的摩擦的主要因素 （ 1）工件材料（相同的切削條件） 材料的強度和硬度越大，摩擦系數(shù)略有減?。皇且驗榍邢魉俣炔蛔儠r，溫度增高，導致摩擦系數(shù)減小。 實際接觸面積： nrsFA??rss r s srn n n sFAF CF F F?? ? ?? ?? ? ? ? ?摩擦系數(shù)： （ 2）緊密接觸型 （內(nèi)摩擦） 接觸點發(fā)生強烈的塑性變形，氧化膜和吸附膜被破壞，金屬對金屬的直接接觸，發(fā)生 冷焊粘結(jié) 。 4 o??? ?? ? ?4 2 2o??? ???? 前刀面上的摩擦 1 摩擦的類型 （ 1）峰點接觸型 （外摩擦） 接觸點的應力達到屈服極限，發(fā)生了塑性變形，形成 滑動接觸 。 2） 摩擦角增大時，剪切角隨之減小，變形增大。 chcl ll?? 相對滑移模型： 平行四邊形 OHNM發(fā)生剪切變形后 ， 變?yōu)槠叫兴倪呅?OGPM，其相對滑移 c ot ta n( )os N P N K K Py M K M K?? ? ? ???? ? ??? ? ?2． 相對滑移 ε 00c o ss in c o s ( )??? ? ?? ?或 3．剪切角 φ 4o??? ?? ? ?4 o??? ?? ? ? （ 1）根據(jù)材料力學平面應力狀態(tài)理論 （ 2）根據(jù)合力學最小理論： c o s ( ) s in c o s ( )s DooF AF ?? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ?4 2 2o??? ???? 分析上式可知： 1） 前角增大時 ， 剪切角隨之增大 ， 變形減小 ?？捎闷浔硎厩邢鲗拥淖冃纬潭?。此區(qū)變形是造成已加工面加工硬化和殘余應力的主要原因。 此變形區(qū)的變形是造成前刀面磨損和產(chǎn)生積屑瘤的主要原因。金屬切削過程的塑性變形主要集中于此區(qū)域。 彈性變形→剪切應力增大 ， 達到屈服點 →產(chǎn)生塑性變形 ， 沿 OM線滑移 →剪切應力與滑移量繼續(xù)增大 ， 達到斷裂強度 →切屑與母體脫離 。 b） 偏擠壓 O M F c） 切削 ? 正擠壓： 金屬材料受擠壓時 ， 最大剪應力方向與作用力方向約成 45176。 F A B O M 45176。 ?金屬切削加工過程中的現(xiàn)象： 切削變形 、 切削力 、 切削熱和刀具磨損 。第 2章 金屬切削的基本原理 金屬切削過程的變形 切屑的類型及控制 切削力 切削熱和切削溫度 刀具磨損和刀具壽命 刀具幾何參數(shù)和切削用量的合理選擇 ?金屬切削加工的目的： 使被加工零件的 尺寸精度 、 形狀和位置精度 、 表面質(zhì)量達到設計與使用要求 。 ?金屬切削加工 定義 ?金屬切削加工必須具備的兩個基本條件： 切削運動和刀具 。 ?研究切削變形的意義 有助于切削加工技術(shù)的發(fā)展 ， 保證加工質(zhì)量 ， 提高生產(chǎn)率和降低成本 。 a） 正擠壓 F A B O M 45176。 ? 偏擠壓： 金屬材料一部分受擠壓時 ，OB線以下金屬由于母體阻礙 ， 不能沿AB線滑移 ， 而只能沿 OM線滑移 ? 切削： 與偏擠壓情況類似 。 金屬擠壓與切削比較 切削的形成過程 金屬切削過程中的變形 1 擠壓與切削 三個變形區(qū) 第一變形區(qū) 第二變形區(qū) 第三變形區(qū) 2 變形區(qū)的劃分 以塑性材料的切屑形成為例，金屬切削區(qū)可大致劃分為： OA— 始滑移線 :塑性變形開始； OM— 終滑移線：金屬晶粒的剪切滑移基本完成， 成為切屑。 變形的主要特征： ? 剪切滑移變形 ? 加工硬化 一般速度范圍內(nèi) Ⅰ 區(qū)寬度為～ ，速度越高，寬度越小，可看作一個 剪切平面 （ 1）第一變形區(qū) （剪切滑移區(qū)） Ⅰ Ⅲ Ⅱ 前刀面擠壓與摩擦， 金屬纖維化的二次變形。 （ 2）第二變形區(qū) （擠壓摩擦區(qū)） （ 3） 第三變形區(qū) 切削刃鈍圓部分和后刀面的擠壓和摩擦， 并進一步產(chǎn)生彈、塑性變形 ，造成纖維化和加工硬化， 影響巳加工表面質(zhì)量。 刃前區(qū)： 三個變形區(qū)匯集在切削刃附近，此處的應力集中而復雜，被切削層在此與工件本體材料分離 （擠壓摩擦回彈區(qū)） 切屑根部金相照片 M 刀具 切屑 O A 終滑移線 始滑移線： τ=τs Φ剪切角 3 切屑的受力分析 sinDssAFA ?????c os( )soFF ? ? ?? ? ?c o s ( )c o s ( )s in c o s ( )cDoooAF F ? ? ???? ? ? ??? ? ???s in ( )s in ( )s in c o s ( )pDoooAF F ? ? ???? ? ? ??? ? ???c o s ( ) s in c o s ( )s DooF AF ?? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ?ta n( ) /o p cFF???? ta n???切削層經(jīng)塑性變形后，厚度增加，長度縮小，寬度基本不變。 lch lC 切屑與切削層尺寸 ◆ 厚度變形系數(shù) Dchh hh??◆ 長度變形系數(shù) 1. 變形系數(shù) 切削變形程度 *變形系數(shù)值 Λh是大于 1的數(shù)；值越大，變形越大；可實測； Λh與剪切角 Ф有關(guān)， Ф增大， Λ