第一篇-第二章 金属切削过程

第二变形区 第三变形区
该区域对工件表面的残余应力以 及后刀面的磨损有很大的影响。 第一变形区
剪切角Φ ：剪切面与切削速 度方向间的夹角称为剪切角。 当切削速度增大时，OA与 OM会慢慢靠近， Φ减小。
三、切削的变形及影响因素
1. 变形系数：
厚度变形系数：
h
பைடு நூலகம்
h ch hD
长度变形系数：
l
第二章 金属的切削过程
一、概述
1. 刀具挤压工件，产生变形 2. 滑移 3. 挤裂 4. 切离
二、切削变形区
第一变形区：（基本变形区） OA~OM之间的区域，是切削 第三变形区： 第二变形区： 过程中的主要变形区，是切削 工件已加工表面与刀具后刀面之 切屑底层与前刀面之间的摩擦 力和切削热的主要来源。 间的挤压、摩擦变形区域。 变形区。主要影响切屑的变形 主要特征： 造成工件表面的纤维化与加工硬 和积屑瘤的产生。 化。 剪切面的滑移变形
4. 蹦碎切屑：
形成原因： 形状： 特点： 产生条件： 材料塑性差，抗拉 切削过程不平稳， 切屑呈不规则 强度低，受前刀面。 切削脆性材料 切削力波动大，有 的碎块状。 挤压时几乎没有塑 冲击，振动大，已 性变形便脆断成不 加工表面粗糙。 规则的碎块。
五、积屑瘤
“在一定的温度和压力 下,切削塑性金属时,切 屑底层与前刀面粘结发 生冷焊现象,使一部分切 3. 对切削过程的影响： 屑粘结在前刀面上,形成 ① 积屑瘤代替刀刃进行切削，保护 积屑瘤”。 了刀刃，增大了前角。 2. 产生条件： 1. 特点：
形成原因： 产生条件： 特点： 形状： 切速高，切削层未及充 切削塑性材料、切削 切削过程变形小，切 连绵不断呈带状，切 分变形即变为切屑，剪 速度高、切削厚度较 削力小且稳定；已加 屑底面很光滑而背面 切面上的应力还未达到 小、前角大。 呈毛茸状。 工表面粗糙度低。对 破坏值，因此只有塑性 生产安全有危害。 滑移而无断裂；前角大， 则刀具锋利；hD小则切 削力小。故易得带状切 屑。
lc l ch
h l 1
根据体积不变原理数：

h ch hD

OM cos( o ) OM sin

cos( o ) sin
三、切削的变形及影响因素
2. 相对滑移：

S y

NP MK

NK KP MK
cot tan 0
三、切削的变形及影响因素
3. 剪切角Ф ：
0
4

4
0
2. 影响切削变形的因素：
① 工件材料：
工件塑性↗
② 刀具角度：
延伸率δ ↗ ξ↙ ξ↙
Φ↙
ξ↗
γ
O
↗
Ф↗
③ 切削速度：
vc ↗
④ 摩擦系数： μ↗ β ↗
ξ↗
四、切屑的类型
1. 带状切屑：
切屑的形成
已加工表面粗糙度较 高。
四、切屑的类型
3. 单元切屑：
产生条件： 特点： 形成原因： 形状： 材料塑性很差、 切削力波动很大， 整个剪切面上剪 切屑沿挤裂面 切速低、hD 大、 有振动；已加工 应力超过材料的 完全断开成单元 前角小。 表面非常粗糙， 破坏强度极限。 状。 且有振纹。
四、切屑的类型
② 积屑瘤使切削厚度增大。 ①切削塑性材料。料 的 ①硬 度 是 工 件 材 ③ 积屑瘤形状不规则，频繁生长脱 2~3.5 倍 ， 可 以 代 替 落，影响尺寸精度和表面质量。 ②切削区的温度、压力 故：刀具切削。 和界面状况符合在刀 粗加工时可人为控制积屑瘤的生 面上发生冷焊的条件。 ②周而复始的生长、脱 长，使积屑瘤能稳定存在。 精加工时应抑制积屑瘤的产生。 落。
四、切屑的类型
2. 挤裂切屑：（节状切屑）
特点：
产生条件： 形状： 切屑冷硬度高，脆且 形成原因： 易断，便于处理； 切削塑性材料、切 宏观上自然连接， 切削层经过充分变 变形相对较大，切削 削速度中等、切削 但外表面呈锯齿形， 力波动较大，易产生 形全过程，最后被 厚度较厚、前角较 如竹节状。 振动； 挤裂。 小。
4. 控制措施：
① ② ③ ④ 提高前刀面的前角； 提高工件的硬度，降低塑性； 采用合适的切削液； 避开积屑瘤产生的速度范围。