金属切削基本理论的应用

➢Pb[铅]、P[磷] 、S[硫]等降低塑性（发 生热脆、冷脆现象），改善切削性
➢碳的石墨化使切削加工性变好（硬度 下降、润滑性变好）
➢Fe4C3使硬度金属切增削基加本理论，的应磨用 损加快
金相组织 ➢钢 的 金 相 组 织 ： 铁 素 体 、 奥 氏 体 易
粘结；珠光体加工性好；索氏体、马 氏体硬度、强度高，加工性差 ➢铸铁的金相组织：灰口铁、白口铁、 麻口铁、球墨铸铁性能各异
金属切削基本理论的应用
➢通常用来衡量材料切削加工性 的指标为一定耐用度下的切削 速度vT
含义是：当刀具耐用度为T时， 切削某种材料所允许的切削速 度vT。νT越高，加工性越好。
金属切削基本理论的应用
通常以强度σb=0. 637GPa的45钢 的v60作为基准，写作(v60)j；而把 其它各种材料的v60同它相比，这 个比值Kv称为相对加工性，即
削刃破损加剧和工件已加工表面质量下降。过大 或过小，均使其切削加工性变差
➢导热性好，切削加工性好，但加工尺 寸精度会发生变化 导热性差，加工性差。
金属切削基本理论的应用
材料的化学成分 ➢Cr、Ni、V、Mo、W、Mn等提高钢
的强度和硬度，使其切削加工性差 ➢Si、Al与氧化合后使刀具磨损加快
➢合金元素（如镍Ni）降低导热系数
金属切削基本理论的应用
三、改善难加工材料切削加工性的途径 ➢调整材料化学成分 调整材料化学成分也
是改善其切削加工性的重要途径。如钢中加S、P、 Pb、Ca等元素；铸铁中加Si、Al等元素。
➢合理选择材料的供应状态
➢通过适当热处理 用热处理方法改变材料
金相组织，低碳钢正火，高碳钢、工具钢退火
➢选用易切削钢
改变切削用量
在切削用量参数中，对断屑影响最大 的是进给量f，其次是背吃刀量ap，最小为 切削速度vc。进给量增大，使切屑厚度hch 增大，当受到碰撞后切屑容易折断。背吃 刀量增大时对断屑影响不明显，只有当同 时增加进给量时，才能有效地断屑。
金属切削基本理论的应用
改变刀具角度
➢ 主偏角kr是影响断屑的主要因素。主偏角 kr增大，切屑厚度hch增大，容易断屑。断 屑良好的车刀均选取较大的主偏角＞60º
Kv＝v60/(v60)j
当Kv＞1时，表示该材料比45钢易 切削
当Kv＜1时，表示该材料比45钢难
切削
金属切削基本理论的应用
二、影响切削加工性的因素
金属材料的物理力学性能
➢硬度和强度：常温以及高温的硬度和 强度高、硬质点多，切削加工性差
➢塑性、冲击韧性：材料的塑性和韧性高，刀
具容易磨损，切削加工性差；若是过低，刀具切
➢冷却作用：切削液是以热传导、对流和汽
化等方式，把切屑、工件和刀具上的热量带 走，降低了切削温度，起到冷却作用，减小 了工艺系统的热变形，减少了刀具磨损。切 削液冷却性能的好坏取决于导热系数、比热 容、汽化热、汽化速度、流量和流速等。
金属切削基本理论的应用
➢润滑作用：切削液中带油脂的极性分子吸
附在刀具新鲜的前、后刀面上，形成物理或 化学吸附膜。减小刀-屑、刀-工摩擦或粘结及 刀具磨损，提高加工表面质量。
切屑的折断机理
➢ 切屑经第I、第II
变形区的严重变形
后，硬度增加，塑
性降低，性能变脆。
当切屑经变形自然
卷曲或经断屑槽等
障碍物强制卷曲产
生的拉应变超过切
屑材料的极限应变
值时，切屑即会折
断。
切屑折断时的受力及弯曲
金属切削基本理论的应用
三、断屑措施 磨制断屑槽
断屑Leabharlann Baidu的形式
金属切削基本理论的应用
断屑 槽的 位置
金属切削加工及装备——第五章
金属切削基本理论的应用
一、切削加工性的概念及评定指标
切削加工性是指工件材料被切削加工的 难易程度
切削加工性的标志方法有如下几个： ➢考虑生产和刀具耐用度的标志方法 ➢考虑已加工表面质量的标志方法 ➢考虑安全生产和工作稳定性的标志方法
某材料被切削时，刀具的耐用度大，允许的切削速 度高，表面质量易保证，切削力小，易断屑，则这 种材料的切削加工性好；反之，切削加工性差。
金属切削基本理论的应用
第一节
金属切削加工及装备——第五章
切屑控制
金属切削基本理论的应用
一、切屑形状的分类
根据ISO规定、并由我国生产工程学 会切削专业委员会推荐的国标 GB/T16461—1996的规定，切屑的形 状与名称分为八类，如表5-1所列。
切屑形状有：带状、管状、盘旋状、环
形螺旋、锥形螺旋、弧形、单元、针形。
流屑角 刃倾角对切屑 流向的影响
金属切削基本理论的应用
切屑的卷曲机理 ➢ 切屑的卷曲是由于切屑内部变形或碰到
断屑槽等障碍物造成的。 遇到障碍时卷曲
通常未遇障碍时切屑也会由于 内部应力和温度作用自行卷曲
金属切削基本理论的应用
a) 变形差引起 b) 力矩引起 c) 断屑器作用引起
切屑卷曲机理
金属切削基本理论的应用
➢ 刃倾角λs使切屑流向改变后，使切屑碰到 加工表面上或刀具后面上造成断屑。
金属切削基本理论的应用
其它断屑方法
➢附加断屑装置：为了使切屑流出时可靠 断屑，可在前刀面上固定附加断屑挡块， 使流出切屑碰撞挡块而折断。
➢间断进给断屑
采用振动切削 装置，使切削 厚度变化，获 得不等截面切 屑，在狭小截 面处断屑。 金属切削基本理论的应用
金属切削基本理论的应用
二、切屑的流向、卷曲和折断
切屑的流向
➢ 为了不损伤已加工表面和方便处理切屑， 必须有效地控制切屑的流。
➢ 由于切屑流向是垂直于各切削刃的方向， 因此最终切屑的流向是垂直于主副切削刃 的终点连线方向，通常该流出方向与正交 平面夹角为ηc，ηc称为流屑角。
➢ 刀具上影响流屑方向的主要参数是λs。 金属切削基本理论的应用
➢合理选择刀具材料、刀具几何参数、 切削用量
➢采用新的切金削属切加削基本工理论技的应用术
金属切削加工及装备——第五章
第三节
切削液 及其选用
金属切削基本理论的应用
一、切削液的功用
在切削过程中，合理使用切削液可以减小切削 力和降低切削温度，改善刀-工、刀-屑之间摩擦状况， 从而改善已加工表面质量，延长刀具寿命，降低动 力消耗。切削液应具有抗泡性、抗霉菌变质能力， 不污染环境、对人体无害，使用经济性合理。
➢清洗作用：清除细碎切屑和磨粒等。清
洗性能的好坏与切削液的渗透性、流动性和 使用压力有关。