车工工艺学教案 - 图文 联系客服

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7.3金属切削过程

了解金属切削过程,有助于正确刃磨车刀和合理使用车刀(物理现象)

一、 切削的形成 (1) 切削过程:

切削时,在刀具的切削刃的切割和前刀角的推挤作用下,使被切削的金属层产生变形,剪切滑移而变成切屑。 (2) 切屑的类型

① 带状切屑:车削加工塑性金属时因切屑厚度太小、切屑速度高、前角大(不利于加工、容易发生事故)。 ② 挤裂切屑:切削速度低、切削厚度大、前角小(粗车)。 ③ 崩碎切屑:切削脆性金属时,材料塑性小。 二、 切屑收缩

在切削过程中,被切金属层经过滑移变形出现的长度缩短、厚度增加的现象。

ε=LC/LCh=ach/ac>1

LC ac——切削层 LCh ach——切屑 三、 积屑瘤

用中等切削速度切削钢料或其他塑性金属,有时在车刀前刀

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面上近切削刃处牢固地粘着一小块金属。 1、形成

由于摩擦,切削和前刀面之间产生很大的压力和很高的温度;当温度和压力条件适当时,产生大的摩擦力。当摩擦力大于切削内部的结合力时,切屑底层的一部分金属就“冷焊”在前刀面上近切削刃处。 2、对加工的影响

① 保护刀具:硬度为工件材料的2~3倍,代替切削刃(刀尖)切削,保护切削刃和前刀面,减少了刀具的磨损。

② 增大实际前角:增大至30°~35°,因而减少切削的变形。降低了切削力、

③ 影响工件表面质量和尺寸精度

积屑瘤不稳定.时大时小,一部分被切屑带走,一部分嵌入工件已加工表面,使工件表面形成硬点和毛刺,表面粗糙度大。当积屑瘤增大到切削刃之外时,改变切削深度,影响尺寸精度。 3.切削速度对积屑瘤的影响 切削速度低速 不产生 切削速度中速 最易产生 切削速度高速 不产生

因此精加工时,应用高速避免产生积屑瘤。 四、 加工硬化

由于切削刃不是绝对锋利的,因此工件表面一层很薄的金属

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切除不了,产生变形。另一方面,加工表面的弹性复厚,并与后刀面产生摩擦,使表面硬度提高。

会使下道工序的刀具加快磨损,甚至难以切削;因此,应尽量减少刃口圆弧半径。 五、切削力

切削加工时,工件材料抵抗刀具切削所产生的阻力。 分解: 六、 削热和温度 1、

来源和传散

来源:变形与摩擦消耗的功转化为热能。 传散:工件、刀具、切削(主要)周围介质 2、

影响切削温度的因素

① 刀具角度:前角对切削温度影响较明显↑,切削温度↓;主偏角大,切削温度↑。 ② 切削用量:

③ 工件材料:强度和硬度高,温度小。 3、

影响切削力的因素

① 刀具方面

前角 大 切削力 小

主偏角 大 切削力 Fy小Fx大 刃倾角 改变合力Fr及合力Fxy的方向

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刃倾角为正 切削力为负 Fy大 Fx小 刀尖圆弧半径 0.25-1时Fy增大 ② 切削用量方面

切削深度和进给量 F不变ap大一倍Fz大一倍

ap不变F大一倍Fz大70%-80%

切削速度 大 切削力 小 4、

计算

① 主切削力近似公式 铸铁 Fz≈1000*ap*f(N) 钢料 Fz≈2000*ap*f(N)

② 切削功率计算

Pm=Fz*Vc/60*1000(kw) 检验机床与选取电动机功率时 Pm≤PE*η

PE电动机功率 η传动效率=0.75-0.85 七、 刀具的磨损与寿命

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