金属切削刀具个人整理Word下载.docx

金属切削刀具个人整理Word下载.docx

《金属切削刀具个人整理Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《金属切削刀具个人整理Word下载.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

变小

四、崩碎切屑：

切削脆性材料

为什么前刀面的摩擦不符合古典滑动摩擦法则？

古典滑动摩擦法则：

两个接触并相对运动的物体其受摩擦力与正压力成正比，与接触面积无关。

即：

，是常数。

滑动摩擦是不断更换冷焊结的过程，冷焊结被剪形成抗剪力，即为摩擦力的一部分。

摩擦力为

实验表明，前区摩擦系数占全部85%故不服从古典摩擦法则

什么是积屑瘤？

积屑瘤是切削堆积在刀具前面近切削刃处的一个硬楔块，他是在第二变形区内，是由摩擦和变形形成的物理现象。

直接原因：

前刀面上刀——屑摩擦，受三个方面影响：

（1）机械作用

（2）热作用（3）化学作用。

刀-屑因摩擦而生热近而导致粘结（冷焊）现象。

形成条件：

1.基本条件：

切削塑性材料——形成带状切屑2.生存条件：

积屑瘤本身应具备有一定的硬度

（1）与工件材料有关

（2）与温度有关。

对切削过程的影响：

1.保护刀具2.增大刀具前角3.增长切削深度4.增长已加工表面粗糙度①犁沟②碎片嵌入已加工表面③破裂易切削易振动。

抑制措施：

1原则①控制Vc和θ②控制工件材料的机械性能

2措施

（1）Vc↑或Vc↓

（2）采用切削液（3）提高工件材料的硬度（4）增大刀具前角（5）人工加热切削区

※

影响切削变形的因素

1.工件材料：

（1）工件强度和硬度越大，变形系数Λh越小，摩擦系数越小，刀-屑接触长度越小。

2.刀具前角前角γ。

越大，变形系数越小。

刀具前角和切削速度是如何影响切削变形的？

前角比较小的时候，被切削金属变形比较大，切削力大，如果前角增大，被切削金属变形减少，可以使切削力有所下降。

另外前角增大，产生的切削热也会相应减少。

积屑瘤可增大刀具实际的工作前角，使切削力减少，相应的变形减少，但积屑瘤会影响工件表面质量。

（5m/min以下）切削，避免积屑瘤。

1、主切削力Fz（Fc）—垂直于Pr与Vc一致。

是计算车刀强度，设计机床零件、确定机床功率的主要依据。

2、背向力Fy（Fp）—在Pr内，与f方向垂直。

是用来确定与工件加工精度有关的工件挠度，计算车刀强度和机床零件强度。

在切削过程中易产生振动。

3、进给力Fx（Ff）—在Pr内，与f方向平行，且与f方向相反。

设计进给机构，计算车刀进给功率的主要依据

※

一般：

Fc最大，Fp、Ff较小Fp=（0.15—0.7）FcFf=（0.1—0.6）Fc

影响切削力的因素很多，主要是工件材料、切削用量、刀具几何参数及刀具磨损等。

分析思路：

抓住相关公式。

一、工件材料

1工件强度、硬度↑→F↑

同一材料,热处理状态不同时,淬火钢＞调质钢＞正火钢;

2强度硬度相同，强化系数n↑→Fc↑

奥氏体不锈钢:

强度和硬度不高,但强化系数n大,切削力大;

3脆性材料小于塑性材料钢＞铸铁

二、切削用量的影响1.切深：

apap↑→Fc↑成正比2.进给量（f）:

f↑→Fc↑不成正比

3、切削速度Vc

（1）切削塑性材料时

（2）切削脆性材料时，Vc对Fc无明显影响

三、刀具几何参数

1.前角：

γO↑→F↓图2.负倒棱：

使Λh↑→Fc↑图如图4—16所示

3.主偏角：

（1）加工塑性材料时：

1）主偏角对主切削力的影响

a）主偏角↑→Fc↓

b）Fc减到最小值，进一步增大主偏角,Fc↑

2）主偏角对进给力和背向力的影响

主偏角↑→Ff↑,Fp↓，对工艺系统刚度不好时，应取大值

切削热的产生和传出

1.产生：

①切削层金属弹、塑性变形

②切削与前刀面、工件与后刀面摩擦

单位时间内的切削热：

θ=Fc﹒Vc

2.传出：

切削.工件.刀具.周围介质

分析：

（1）工件材料导热系数高，切削区温度降低

（2）刀具材料导热系数高，切削区温度降低

（3）冷却液可大大降低切削区温度

影响切削温度的主要因素析

（一）切削用量对切削温度的影响

1.切削速度：

（1）切削速度↑→切削热↑

→剪切角↑→F↓

（2）随着切削速度的提高，切削热来不及向外传导，集中在切削区使温度急剧升高.

（3）切削速度↑→切屑带走的热量多

总之:

切削速度↑→切削温度↑但不成正比

2.进给量

f↑→金属切削率↑→消耗功率↑→热量↑

→F↓→热量↓

→切屑带走的热量↑

3.切削深度

ap↑→Fc↑→P↑→切削热↑

→刀屑接触长度↑→刀具传出的热量↑

刀具工作环境的特点：

（1）刀具与切削、工件间的接触表面经常是新鲜表面。

（2）接触压力非常大，有时超过被切削材料的屈服强度。

（3）接触表面的温度很高。

总之是在机械、热、化学作用的综合结果。

（一）磨料磨损（硬质点）

工件材料中有一些硬度极高的小颗粒，在刀具表面划出沟痕，造成磨损。

（二）冷焊磨损（粘结）（三）扩散磨损（四）氧化磨损

1.初期磨损过程

磨损曲线的斜率较大。

原因：

（1）由于刃磨后的新刀具，其后刀面与加工表面间的实际接触面积很小，

压强很大，故磨损很快。

（2）后刀面粗糙度大，摩擦较大。

2.正常磨损阶段

经过初期磨损，后刀面被磨出一条狭窄的棱面，压强减小，

故磨损程度降低，并且比较稳定。

3.剧烈磨损阶段

切削刃变钝，切削力大，切削温度升高，磨损加剧。

磨钝标准：

刀具后刀面磨损带中间部分平均磨损量允许达到的最大值。

刀具角度的功用及其选择：

鳞刺形成的四个阶段：

抹试→导裂→层积→切顶

残余应力产生原因

◆机械应力引起的塑性变形（里层金属的弹性回复）

若里层金属产生压缩变形，则弹性恢复后表层得到压应力，里层为拉应力

◆热应力引起的塑性变形（热塑变形效应）

表层拉应力，里层压应力

◆表层金属组织发生相变而造成的应力（相变）

影响复杂，若切削区温度超过相变温度，钢的珠光体受热转变成奥氏体，冷却后又转变成马氏体，体积膨胀，表层产生压应力。

调整与控制

（1）时效处理

（2）喷丸处理（3）预应力加工

1．刀具角度参考平面

用于构成刀具角度的参考平面主要有：

基面、切削平面、正交平面、法平面、假定工作平面和背平面。

⑴基面Pr：

过切削刃选定点，垂直于主运动方向的平面。

通常，它平行（或垂直）于刀具上的安装面（或轴线）的平面。

例如：

普通车刀的基面Pr，可理解为平行于刀具的底面；

⑵切削平面Ps：

过切削刃选定点，与切削刃相切，并垂直于基面Pr的平面。

它也是切削刃与切削速度方向构成的平面；

⑶正交平面Po：

过切削刃选定点，同时垂直于基面Pr与切削平面Ps的平面；

⑷法平面Pn：

过切削刃选定点，并垂直于切削刃的平面；

⑸假定工作平面Pf：

过切削刃选定点，平行于假定进给运动方向，并垂直于基面Pr的平面；

⑹背平面Pp：

过切削刃选定点，同时垂直于假定工作平与基面Pr的平面。