金属切削过程是指从工件表面切除一层多余的金属,从而形成切屑的过程:
1.金属在刀具前刀面的作用下,受到挤压产生弹性变形。
2.应力逐渐变大,产生塑性变形—滑移。
3.应力达到强度极限,剪切滑移被挤裂形成切屑。
4.切离。
切 屑
常见的切屑有如下三种:
a.带状切屑:用大前角刀具、高切削速度、小进给量加工塑性材料时出现。形成带状切屑时,切削力平稳,表面光洁,但切屑连续不断,不安全或容易刮伤已加工表面。
b.节状切屑:用低切削速度,大进给量加工中等硬度的钢材时出现。形成这种切屑时,金属经弹性变形、塑性变形、挤裂和切离阶段,是典型的切削过程,但切削力波动大,工件表面粗糙。
c.崩碎切屑:加工铸铁、黄铜等脆性材料时出现,形成这种切屑时,切削热和切削力均集中在刀刃和刀尖,刀具容易磨损
积屑瘤
当切屑沿前刀面流出时,与前刀面接触的切屑底层受到摩擦阻力,速度变慢,形成滞流层,于是,金属粘附在切削刃附近,形成了积屑瘤。
积屑瘤的影响:
1、保护切削刃,粗加工时,希望产生积屑瘤
2、本身不断形成和脱落,会引起振动,影响工件表面粗糙度,精加工不希望产生积屑瘤。
切削力
1、切向力(切削力)Fz :总切削力在主运动方向上的正投影,其大小约占总切削力的95~99%,是三个分力中最大的。消耗功率最多的分力,它是机床动力、重要零件的强度和刚度设计和校核的主要依据;
2、轴向力(进给力)Fx : 总切削力在进给方向上的正投影,其大小约占总切削力的1~5%, 它是设计和验算机床进给机构必须的参数;
3、径向力(背向力)Fy: 总切削力在垂直工作平面上的分力,它作用在工件刚性较差的方向,容易使工件变形,同时引起振动,影响加工精度。所以加工刚性较差的工件(如细长轴)时,应该力求减少切削力。
切削力Fr的方向如左下图:可以沿三个方向分解为:
主偏角影响径向力的分配:
切削热
切削热产生原因:
1.切屑变形;
2.工件与刀具的摩擦;
切削热传出途径:
a.由切屑带走,带走越多越有利;
b.由周围空气和冷却介质带走,同样带走越多越有利;
c.传入工件,使工件温度升高 ,引起工件变形,产生误差
d. 传入刀具,使刀具温度升高。刀具硬度降低,磨损加快
降低切削温度的措施
1.减少切削热的产生:包括选择合理的刀具几何角度和切削用量,比如适当增大刀具的前角以减少切屑变形,选用大的背吃刀量和小的进给量。
2.改善散热条件:包括使用冷却液等各种冷却措施;
冷却液一般有:
水溶液:比热大,导热性好,但不能起润滑作用,如苏打水,苏打用于防锈。用于粗磨。
切削油:如矿物油;比热小,但有润滑作用。
乳化液:具有良好的流动性和导热性,它由乳化油加水稀释而成,应用最广泛。
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