劳动版《金属切削原理与刀具》课件 模块二 切削加工的主要规律 任务一 切削变形与切屑形成

金属切削原理与刀具 （第二版） 金属切削原理与刀具（第二版） 目录 CONTENTS 模块一 金属切削与刀具基本知识 模块二 切削加工的主要规律 模块三 切削加工质量与效率 模块四 车刀 模块五 铣刀 模块六 孔加工与螺纹刀具 模块七 砂轮 模块八 数控机床刀具与数控工具系统 金属切削原理与刀具（第二版） 任务一 切削变形与切屑形成 知识点： ◎切削变形本质。 ◎三个变形区。 ◎切屑类型。 ◎变形程度的衡量。 能力点： ◎了解各类切屑形成的条件。 金属切削原理与刀具（第二版） 一、任务提出 在切削加工过程中，随着切削运动的进行，工件切削层不断被切除，出现了一系列现象，包括形成切屑、切削力、切削热与切削温度、刀具磨损等，这些现象的出现均源于加工过程中的切削变形。那么，切屑形成过程中，影响切削变形的因素有哪些？各类切屑形成的大致条件如何？ 金属切削原理与刀具（第二版） 二、任务分析 本质上讲，切削加工过程是切削层在刀具的切割和推挤作用下产生变形，形成切屑的过程。切削加工是在一定切削条件下，由工艺系统共同作用完成的，刀具、工件、切屑、切削力、切削温度、切削条件等构成了所有切削加工方法中最为重要的因素。 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 （1）切削变形本质 如图所示为金属受外力压缩变形示意。受力情况如图a时，当内部切应力达到金属材料的屈服强度后，金属材料便沿剪切面 OM、AB 发生滑移，产生塑性变形。当受力情况如图b时，只有虚线以上部分材料受到压缩，并且由于金属母体的阻碍，内部切应力只能使材料沿剪切面 AB 滑移。 1、切削变形本质及三个变形区 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 切削变形的本质是切削层在切削力（切应力）作用下屈服而沿剪切面发生滑移（塑性变形），以如图所示的直角自由切削为例。 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 （2）三个变形区 通常将刀具作用部位的金属层划分为三个变形区，如右上图所示。 1）第一变形区 第一变形区（Ⅰ）是指近切削刃处切削层内产生的塑性变形区域，其变形会深入到切削层以下。 在该区域内，塑性材料在刀具作用下产生剪切滑移变形（塑性变形），晶粒拉长呈纤维状，使切削层 转变为切屑，如右下图所示为某切屑根部金相照片。 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 2）第二变形区 第二变形区（Ⅱ）是指与前面接触的切屑底层内产生的变形区，也称积屑瘤形成区。 3）第三变形区 第三变形区（Ⅲ）是指近切削刃处已加工面表层内产生的变形区。 第三变形区内的变形，主要由刀具主后面对过渡表面、副后面对已加工表面的推挤和摩擦作用引起，并受到切削刃钝圆半径的影响。 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 （1）切屑的形成 切削过程中，切削层受刀具作用，经第一变形区的剪切滑移后形成切屑并从前面流出。直角自由切削形成切屑时的作用力及切屑形成模型如图所示。 2、切屑的形成及类型 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 （2）切屑的类型 根据切削层变形特点和变形后形成切屑的外形不同，通常将切屑分为四类，即带状切屑、节状（挤裂）切屑、粒状（单元）切屑和崩碎切屑，如图所示。 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 1）带状切屑 带状切屑是切削层变形不充分的产物，外形呈带状，切屑内表面光滑，外表面呈毛茸状。切削塑性较高的材料，常出现这类切屑。 延绵很长的带状切屑容易缠绕工件或刀具，从而影响正常的切削工作，甚至会影响操作安全，应采取必要的卷屑和断屑措施。 2）节状切屑 节状切屑是切削层变形较充分的产物，内表面局部有裂纹，外表面呈锯齿状。切削黄铜或低速切削碳钢等较易得到这类切屑。 节状切屑易折断、易处理。 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 3）粒状切屑 粒状切屑是切削层变形很充分的产物，外形呈均匀的、类似梯形的颗粒状。切削铅、球墨铸铁，低速切削钛合金或很低速度切削碳钢等可得到这类切屑。 粒状切屑不用考虑断屑问题。 4）崩碎切屑 崩碎切屑是切削层几乎不经过塑性变形、脆性崩裂的产物，外形呈不规则的细粒状。切削脆性金属可得到这类切屑。 崩碎切屑不用考虑断屑问题。 切屑的类型是由材料的应力—应变特性和塑性变形程度决定的。 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 变形程度可通过相对滑移ε、变形系数ξ、剪切角φ 来衡量，相对滑移用来衡量第一变形区滑移变形的程度，变形系数用来衡量切屑的外形尺寸变化大小。 （1）切屑收缩 切削层厚度（hD）小于切屑厚度（hch），切削层长度（LD）大于切屑长度（Lch），如图所示。这种切屑长度缩短、厚度增大的现象称为切屑收缩。 3、变形程度的衡量 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 （2）切削变形系数 切屑收缩变形程度用切削变形系数（切屑收