1.2金属切削过程（课件）- 《 机械加工技术》同步教学（清华版·2017）

单元一　金属切削的基本知识 导　　读 模块一 　刀具的几何角度及材料 模块二 　金属切削过程 模块二　金属切削过程 一、变形系数、切屑和积屑瘤 1.变形系数 图1-12　切削层金属的变形 模块二　金属切削过程 2.切屑的类型 (1)带状切屑(图1-13a)　外形呈带状，底面光滑，背面无明显裂纹，呈微小锯齿形。 (2)节状切屑(图1-13b)　切屑底面较光滑，背面局部裂开成节状。 (3)粒状切屑(图1-13c)　切屑沿厚度断裂为均匀的颗粒状。 (4)崩碎切屑(图1-13d)　切削脆性金属如铸铁、青铜时，切削层几乎不经过塑性变形就产生脆性崩裂，从而使切屑呈不规则的细粒状。 模块二　金属切削过程 图1-13　切屑的基本形态 a)带状切屑　b)节状切屑　c)粒状切屑　d)崩碎切屑 3.积屑瘤 模块二　金属切削过程 (1)积屑瘤现象　在一定切削速度范围内，加工钢材、有色金属等塑性材料时，在切削刃附近的前刀面上会出现一块高硬度的金属，它包围着切削刃，且覆盖着部分前刀面，可代替切削刃对工件进行切削加工，这块硬度很高(约为工件材料硬度2～3倍)的金属称为积屑瘤，如图1-14所示。 表1-4　影响切屑形态的因素及其对切削力的影响(切削塑性材料) 模块二　金属切削过程 图1-14　积屑瘤 (2)积屑瘤的产生与成长　关于积屑瘤的形成有许多解释，通常认为是由于切屑在前刀面上粘结造成的。 模块二　金属切削过程 (3)积屑瘤的脱落与消失　长高了的积屑瘤受外力或振动的作用，可能发生局部断裂或脱落。 (4) 积屑瘤的作用　积屑瘤对切削加工的好处是能保护刀刃刃口，增大实际工作前角。 (5) 减小或避免积屑瘤的措施 1)避免采用产生积屑瘤的速度进行切削(如图1-15所示)，即宜采用低速或高速切削，但低速加工效率低， 模块二　金属切削过程 图1-15　积屑瘤高度与 切削速度的关系 2)采用大前角刀具切削，以减少刀具与切屑接触的压力； 模块二　金属切削过程 3)提高工件的硬度，减少加工硬化倾向； 4) 其它措施，诸如减小进给量，减小前刀面的粗糙度值，合理使用切削液等。 二、切削力 1.切削力的来源 2.切削力的分解 模块二　金属切削过程 图1-16　外圆车削时力的分解 a)刀具对工件的力的分解　b)工件对刀具的力的分解 模块二　金属切削过程 图1-17　车削力在平面图上的表示 模块二　金属切削过程 3.切削力的计算 4.影响切削力的因素 5.切削功率 三、切削热与切削温度 1.切削热 2.切削温度 3.影响切削温度的因素 四、刀具磨损与刀具耐用度 模块二　金属切削过程 图1-18　刀具磨损 a)前、后刀面磨损　b)磨损量的表示 1.刀具磨损的形式 模块二　金属切削过程 (1)前刀面磨损　切削塑性材料时，若切削厚度较大，在刀具前刀面刃口后方会出现月牙洼形的磨损现象(如图1-18所示)，月牙洼处是切削温度最高的地方。 (2)后刀面磨损　指磨损的部位主要发生在后刀面。 (3)前后刀面同时磨损　当切削塑性金属时，如果切削厚度适中，则经常会发生前刀面与后刀面同时磨损的磨损形式。 模块二　金属切削过程 图1-19　刀具后刀面磨损过程 2.刀具磨损过程 3.刀具磨损限度 模块二　金属切削过程 4.刀具的耐用度 表1-5　车刀耐用度(min) 五、切削液的合理选择 (1)冷却作用　切削液浇注到切削区域后，通过切削液的传导、对流和气化，一方面使切屑、刀具与工件间摩擦减小，产生热量减少；另一方面将产生的热量带走，使切削温度降低，起到冷却作用。 (2)润滑作用　切削液的润滑作用，是通过切削液渗透到刀具与切屑、工件表面之间，形成润滑性能较好的油膜而达到的。 模块二　金属切削过程 (3)清洗与防锈作用　切削液的清洗作用是清除粘附在机床、刀具和夹具上的细碎切屑和磨粒细粉，以防止划伤已加工表面和机床的导轨并减小刀具磨损。 2.切削液的种类 (1)水溶液　水溶液是以水为主要成分并加入防锈添加剂的切削液。 (2)乳化液　乳化液是乳化油加95%～98%水稀释成的一种切削液。 (3)切削油　切削油是以矿物油为主要成分并加入一定的添加剂而构成的切削液。 模块二　金属切削过程 表1-6　切削液种类和选用 3.切削液的合理选用和使用方法 (1)切削液的合理选用　切削液应根据工件材料、刀具材料、加工方法和技术要求等具体情况进行选用。 模块二　金属切削过程 图1-20　浇注切削液的几种方法 a)浇注前刀面切削区　b) 浇注切削刃的交角区 c) 浇注后刀面区　d) 周环浇注法 (2)切削液的使用方法　切削液的合理使用非常重要， 模块二　金属切削过程 其浇注部位、充足的程度与浇注方法的差异，将直接影响到切削液的使用效果。 六、刀具几何参数的合理选择 图1-21　内冷却法 a) 焊接车刀　b)机夹车刀 模块二　金