金属切削过程中的变形

2.积屑瘤对切削过程的影响
1.使刀具前角变大 2.使切削厚度变化 3.使加工表面粗糙度增大 4.对刀具寿命影响 精加工采取控制措施： 1.正确选用切削速度，避开产生积屑瘤的区域。 2.使用润滑性能好的切削液，减小切削层底层材料与 刀具前刀面间的摩擦。 3.增大刀具前角γ o，减小刀具前刀面与切屑间的压力。 4.适当提高工件材料硬度，减小加工硬化倾向。
第三节 切屑的类型及控制
带状切屑，切削过程最平稳，切削力波动小，加工表面粗糙度较小。粒 状切屑，切削过程切削力波动最大。前三种切屑最常见，可以随切削条 件变化而相互转化。
带状切屑
挤裂切屑
节状切屑
崩碎切屑
国 际 标 准 化 组 织 的 切 屑 分 类 法
国 际 标 准 化 组 织 的 切 屑 分 类 法
4 单位切削力的概念
二 切削力经验计算公式
三 影响切削力的因素
1 工件材料的影响
2 切削用量的影响
3 刀具几何参数的影响(前角，主偏角，刃倾 角，负倒棱)
4 刀具磨损 5 切削液
6 刀具材料
第五节 切削力与切削功率
一、切削热的产生和传导
影响散热的 因素
1 工件材料 的散热系数 2 刀具材料 的散热系数 3周围介质
第八节 磨削原理
一 砂轮的特性和选择（普通砂轮和超硬砂轮）
1.普通砂轮的特性和选择 普通砂轮是用结合剂把磨粒粘结起来，经压坯、干燥、焙烧、及车整制成的。其特性取决于磨 料、粒度、结合剂、硬度、组织和形状尺寸。 ⑴磨料 砂轮的主要成分。常用的有氧化物系和碳化物系。表2-8. ⑵粒度 表示磨料颗粒的尺寸大小。磨粒尺寸较大时，用筛选法分级。表2-9.
2.切屑的受力分析
二 切削变形程度
1.变形系数Λ 2.相对位移ε 3.剪切角Φ
h
四 积屑瘤的形成及其对切削过程的影响 1.积屑瘤的形成
成因：切屑与前刀面接触摩擦，当接触面达到一定温度且又 存在较高压力时，被切材料会粘结（冷焊）在前刀面上。切 屑流过时，温度压力适当的切屑底部材料被阻滞在冷焊金属 层上，粘成一体，形成切屑瘤。
第四节 切削力 一 切削力与切削功率 1 切削力
2 切削合力与分力
3 切削功率
切削功率：消耗在切削过程中的功率称为切削功率。 用Pc（kW）表示。由于在Fp方向的位移极小，可以 近似认为Fp不做功，切削功率 Pc=（Fcνc+Ffnwf/1000）×10-3 Ff消耗的功率很小，因此 Pc=Fcνc×10-3 根据切削功率确定机床电动机功率PE，还要考虑机床 的传动效率ηm，机床电动机功率为PE≥ Pc/ ηm
2 超硬砂轮的特性和选择
超硬砂轮采用人造金刚石或立方氮化硼为磨料
二 磨削过程
平面磨削过程分析
三 磨削力
磨削力可以分解为三个分力，主磨削力Fc，背向力Fp ，进 给力Ff 。
与切削力相比，磨削力有以下特征：
1 单位磨削力kc都在70kN/mm2以上，切削力kc都在7kN/mm2 以下，主要是因为磨粒大多以较大的负前角进行切削。
带状屑：
高速切削塑性金属， 一般应力求避免 C形屑 ： 切削一般碳钢和合金 钢时，采用带卷屑 槽的车刀时易得， 较好
长紧卷屑：
普通车床上较好
发条状卷屑：
重型机床上较好
宝塔状卷屑：
自动机或自动线上 较好 螺卷屑 ： 崩碎屑 ：
二 切屑类型控制 切屑种类很多，有的碎成针状或小片，四处 飞溅，影响安全，有的带状切屑缠绕在刀具 和工件上，易造成事故，因此需要控制切屑 的类型和流向。 研究表明，工件材料脆性越大，切屑厚度 越大，切屑弯曲半径越小，切屑越容易折断。 通常采取的措施： 1.采用断屑槽 2.改变刀具角度 3.调整切削用量。
二 刀具磨损过程及磨钝标准
1.刀具磨损过程 ⑴ 初期磨损阶段 ⑵正常磨损阶段 ⑶急剧磨损阶段
2 刀具磨钝标准
三 刀具寿命
1.刀具寿命定义 刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝 标准所经历的总切削时间，称为刀具寿命。 2.刀具寿命的经验计算公式
T
CT
f a
1 m C
1 g
1 h p
四 刀具的破损及刀具状态监控 1.刀具的破损形式
基本尺寸小于53微米称为微粉，用光电沉降仪法分级。
⑶结合剂 将磨粒粘结在一起。主要有陶瓷、树脂、橡胶结合剂。表2-10. ⑷硬度 指磨粒在磨削力作用下，从砂轮表面脱落的难易程度。硬度越高，越不易脱落。分七级，表2-11. ⑸组织 指磨粒、结合剂、气孔三者之间的比例。磨粒比例越大，组织越紧密。表2-12. ⑹砂轮形状 砂轮形状、代号及主要用途见表2-13.
第二节 金属切削过程中的变形
一 切屑的形成过程 1.变形区的划分 切削过程中产生的诸现象均与金属层变形密切相关。 为了进一步分析研究切削层变形的特殊规律,通常把切削 刃作用部位的金属层划分为三个变形区： 第Ⅰ变形区 近切削刃处切削层内产生的塑性变形 区；金属的剪切滑移变形； 第Ⅱ变形区 与前刀面接触的切屑层内产生的变形 区；金属的挤压摩擦变形； 第Ⅲ变形区 近切削刃处已加工表层内产生的变形 区；金属的挤压摩擦变形。
⑴脆性破损 ①崩刃 ②碎断 ③剥落 ④裂纹破损 ⑵塑性破损
2.刀具破损防治措施
五 切削用量的选择
合理的切削用量可以取得较高的生产效率和较低 的成本。 1.切削用量与生产效率，刀具寿命的关系 2.切削用量的选用原则
3.切削用量三要素的选用
第七节刀具几何参数的选择
一 前角
二 后角
三 主偏角和副偏角
四 刃倾角
2 磨削分力中Fp最大，磨削钢材时Fp与Fc的比值见表2-17.
四 磨削温度 1 磨削温度 由于磨削时单位磨削力kc比车削时大得多，切削金 属体积相同时，磨削消耗的能量远远大于车削所消耗 的能量。产生的热量也就大，因此磨削区温度就高， 磨削温度对加工表面质量影响很大，须设法控制。 2 影响磨削温度的因素 ⑴砂轮速度ν c ⑵工件速度ν w ⑶径向进给量fr ⑷工件材料 ⑸砂轮特性
一刀具磨损形态和磨损机制 1.刀具磨损形态 （1）前刀面磨损 月牙洼磨损 （2）后刀面磨损 （3）边界磨损
2 刀具磨损机制
1.硬质点划痕 工件材料中碳化物，氮化物和氧化物等硬质点以及积屑瘤碎片 在刀具表面划出一条条沟纹。在各种切削速度下都存在，是低 速切削刀具产生磨损的主要原因。 2.冷焊粘结 冷焊粘接点处刀具材料表面微粒会被切屑带走。中等偏下的切 削速度下，是产生磨损的主因。 3.扩散磨损 由于扩散作用，使得工件和刀具中化学元素扩散，改变了刀具 的化学成分，进而改变了刀具材料的结构和性能，耐磨性下 降，造成扩散磨损。在高温下产生，温度越高越严重。 4.化学磨损 一定温度下，刀具材料与周围介质起化学反应，在刀具表面形 成硬度低的化合物，易被切屑和工件摩擦掉，造成刀具磨损。
二、切削温度的测量
切削温度的测量方法很多，大致可分为热电 偶法、辐射温度计法以及其它测量方法。目前应 用较广的是自然热电偶法和人工热电偶法。
Βιβλιοθήκη Baidu
三、影响切削温度的主要因素
1.切削用量的影响 2.刀具角度的影响(前角，主偏角) 3.工件材料的影响 4.刀具磨损的影响 5.切削液的影响
第六节 刀具磨损、刀具寿命和切削用量的选择