7.3 金属切削过程中的物理现象（课件）-高一《金属加工与实训--基础常识》同步精品课堂（机工版·第2版）

《金属加工与实训-基础常识》 机械工业出版社 同步精品课程——中职专业课 第七章 金属切削加工的基础知识 7.3金属切削过程中的物理现象 知识目标 1.了解切屑的形成。 2.了解积屑瘤。 3.了解切削力。 4.了解切削热。 5.了解刀具磨损。 能力目标 1.能合理选择合适的切削参数。 2.了解切削过程中的物理现象。 情感目标 通过学习，培养学生善于发现问题、解决问题的能力，培养学生工匠精神。 三维目标 1.金属在切削过程中会产生那些物理现象？ 2.对加工过程有什么影响？ 3.如何控制？ 问题导入 01 切屑的形成及切屑的类型 1.切屑的形成 切削时，在刀具切削刃的切割和前刀面的推挤作用下，使被切削的金属层产生变形、剪切滑移的过程称为切削过程，也是切屑形成的过程。 新知学习 02 4 2.切屑的类型 由于工件材料性质和切削条件的不同，切削过程中金属层的滑移变形程度也就不同,因此产生了以下四种类型的切屑。 新知学习 02 5 2.切屑的类型 (1) 带状切屑 它的内表面光滑，外表面呈毛绒状。一般在加工塑性金属材料时，因切削厚度较小、切削速度较快、刀具前角较大而形成这类切屑。 新知学习 02 6 2.切屑的类型 (2) 挤裂切屑 它的内表面有时有裂纹，外表面呈锯齿形。这类切屑大多是在切削速度较慢、切削厚度较大、刀具前角较小时，由于切屑剪切滑移量较大，局部达到了破裂而形成的。 新知学习 02 7 2.切屑的类型 (3) 单元切屑 如果挤裂切屑的整个剪切面上的切应力超过了材料的破裂强度，那么整个单元被切离，成为梯形的单元切屑。 新知学习 02 8 2.切屑的类型 (4)崩碎切屑 切削脆性金属材料时，由于材料的塑性很小，抗拉强度较低，刀具切入后，近切削刃和前面的局部金属未经塑性变形就被挤裂或发生脆断，从而形成不规则的崩碎切屑。工件材料越硬、越脆，刀具前角越小，切削厚度越大，越容易产生这类切屑。 新知学习 02 9 1. 积屑瘤的形成 　　用中等切削速度切削钢料或其他塑性金属时，有时在车刀前面的近切削刃处，牢固地粘着一小块金属，这就是积屑瘤。 新知学习 02 积屑瘤 10 1. 积屑瘤的形成 切削过程中金属的变形和摩擦，使切屑和刀具前面之间产生很大的压力和很高的温度。当温度 (中碳钢约 300°C) 和压力条件适当时，切屑和刀具前面之间将产生很大的摩擦力(尤其当刀具前面表面粗度 R 值较大时，摩擦力就更大)。当摩擦力大于切内部的结合力时，切屑底层的一部分金属就被“冷焊”在前面的近切削刃处，从而形成积屑瘤。 新知学习 02 11 2. 积屑瘤对加工的影响 (1) 保护刀具 积屑瘤的硬度为工件材料硬度的 2~3 倍，好像一个口圆驱半径较大的楔块，能代替切削刃进行切削，且保护了切削刃和刀具前面，减少了刀具的磨损。 新知学习 02 12 2. 积屑瘤对加工的影响 (2) 增大实际前角 有积屑的车刀，实际前角 Ys可增大至30°~35，因而减少了切眉的变形，降低了切削力。 新知学习 02 13 2. 积屑瘤对加工的影响 (3)影响工件表面质量和尺寸精度 积屑瘤是不稳定的，它时大时小、时积时失，从而会影响工件的尺寸精度。 新知学习 02 14 2. 积屑瘤对加工的影响 一般来说，积屑瘤在粗加工时允许存在，但精加工时积屑瘤会使已加工表面质量降低，尺寸精度难以控制，必须避免产生积屑瘤。 新知学习 02 15 3.切削速度对积屑瘤产生的影响 (1) 切削速度较慢(5m／min以下)时，不会产生积屑瘤。 (2) 当中等切削速度(15～30m／min)时，切削温度约为300℃左右，最易产生积屑瘤。 (3) 切削速度较快(70m／min以上)时，切削温度很高，切屑底层金属变软,不会产生积屑瘤。 由此可见，在精加工时，为了避免产生积屑瘤，减小工件表面粗糙度，应用高速钢车刀低速切削(5m／min以下)，或用硬质合金车刀高速切削(70m／min以上)。 新知学习 02 1. 总切削力的分解 (1) 主切削力FC：是切削合力沿主运动方向的分力，垂直于基面，又称切向力。约占总功率的95％以上 新知学习 02 切削力 1. 总切削力的分解 (2) 进给力Ff：是切削合力沿进给运动方向上的分力，在基面内，与进给方向即工件轴线方向平行，故又称进给抗力或轴向力。进给力一般只消耗总功率的l％～5％。 新知学习 02 切削力 1. 总切削力的分解 (3) 背向力FP：是切削合力沿工作平面垂直方向上的分力，在基面内，与进给方向垂直，即通过工件直径方向，故又称径向力或吃刀抗力。 新知学习 02 切削力 2.影响切削力的因素