文档介绍：第3章切削原理
本章要点
切屑的形成过程
切削力及其影响因素
切削热与切削温度
积屑瘤、残余应力和加工硬化
***磨损与***寿命
切削用量的选择
高速加工技术
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第3章切削原理
Cutting Theory
机械制造工程学
切削过程
Cutting Process
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切屑的形成过程
直角切削
没有副刃参加切削,且λs = 0°。
图3-1 直角、斜角自由切削与不自由切削
a)直角切削
b)斜角切削
c)不自由切削
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切屑的形成与切离过程,是切削层受到***前刀面的挤压而产生以滑移为主的塑性变形过程。
F
A
B
O
M
45°
a)正挤压
F
A
B
O
M
45°
b)偏挤压
O
M
F
c)切削
正挤压:金属材料受挤压时,最大剪应力方向与作用力方向约成45°
偏挤压:金属材料一部分受挤压时,OB线以下金属由于母体阻碍,不能沿AB线滑移,而只能沿OM线滑移
切削:与偏挤压情况类似。弹性变形→剪切应力增大,达到屈服点→产生塑性变形,沿OM线滑移→剪切应力与滑移量继续增大,达到断裂强度→切屑与母体脱离。
图3-2 金属挤压与切削比较
挤压与切削
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图3-3 切屑根部金相照片
M
***
切屑
O
A
终滑移线
始滑移线:τ=τs
Φ剪切角
金属切削变形过程
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切屑的形成过程
金属切削变形过程
图3-4 切削变形实验设备与录像装置
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第Ⅰ变形区:即剪切变形区,金属剪切滑移,成为切屑。金属切削过程的塑性变形主要集中于此区域。
图3-5 切削部位三个变形区
Ⅰ
Ⅲ
Ⅱ
第Ⅲ变形区:已加工面受到后刀面挤压与摩擦,产生变形。此区变形是造成已加工面加工硬化和残余应力的主要原因。
切屑的形成过程
三个变形区分析
第Ⅱ变形区:靠近前刀面处,切屑排出时受前刀面挤压与
摩擦。此变形区的变形是造成前刀面磨损和产生积屑瘤的主要原因。
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切削层经塑性变形后,厚度增加,长度缩小,宽度基本不变。可用其表示切削层变的变形程度。
Lch
hD
hch
切屑变形程度的表示方法
LD
图3-6 切屑与切削层尺寸
◆厚度变形系数
(3-1)
◆长度变形系数
(3-2)
变形系数
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切屑变形程度的表示方法
当γ0 = 0~30°,Λh ≥, Λh与ε相近
ε主要反映第Ⅰ变形区的变形,Λh还包含了第Ⅱ变形区的影响。
Δy
Δs
O
M
φ
γ0
图3-7 相对滑移系数
(3-3)
相对滑移系数
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粘结区:高温高压使切屑底层软化,粘嵌在前刀面高低不平的凹坑中,形成长度为lfi的粘接区。切屑的粘接层与上层金属之间产生相对滑移,其间的摩擦属于内摩擦。
前刀面上切-屑的摩擦与积屑瘤
图3-8 切屑与前刀面的摩擦
在高温高压作用下,切屑底层与前刀面发生沾接,切屑与前刀面之间既有外摩擦,也有内摩擦。
滑动区:切屑在脱离前刀面之前,与前刀面只在一些突出点接触,切屑与前刀面之间的摩擦属于外摩擦。
lfo
lfi
特点
两个摩擦区
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