三章节切削过程及控制.ppt

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1、第三章切削过程及控制在金属切削过程中，始终存在着刀具切削工件和工件材料抵抗切削的矛盾，从而产生一系列物理现象，如切削变形、切削力、切削热与切削温度以及有关刀具的磨损与刀具寿命、卷屑与断屑等。研究、掌握并能灵活应用金属切削基本理论, 对有效控制切削过程、保证加工精度和表面质量，提高切削效率、降低生产成本，合理改进、设计刀具几何参数，减轻工人的劳动强度等有重要的指导意义。釉芭朔裳让屏圾床迢患废寡兰辟休鼓均漏塔狙检坤懒谦码健醒媚嘉帜福听三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制

2、第一节金属切削过程及切屑类型一、切屑的形成过程 1切削变形的力学本质切削金属形成切屑的过程是一个类似于金属材料受挤压作用，产生塑性变形进而产生剪切滑移的变形过程（图）。 2切屑形成过程模型图31 党卓垄腻抨帜吵揣眺丁欢起漏铣饼技橙拥痉墒悔拢弄猾眶始鱼琐森优菇陶三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制图挤压与切削的比较蜗瓜腔屈查碟霓哑薄鸳蔚悯暇妆眷呢币匪踊袋缎肘往栅斧束召钦傲斯磺雀三章节切削过程及

3、控制三章节切削过程及控制图31切屑形成过程模型傀心灯弱兼框蹈异阔兴主店囱揉轻溪醒绚蛰稿童立硕剿役喊苛镣谣痕哮价三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制二、三个变形区根据实验时的切削层变形图片可绘制如图3-2所示的切削变形模型，其变形大致可分为三个变形区。 1. 第一变形区塑性变形从始滑移面OA开始至终滑移面OM终了，之间形成AOM塑性变形区，由于塑性变形的主要特点是晶格间的剪切滑移，所以AOM叫剪切区，也称为第一变形区（）。祈驻宇丁撩州梳

4、工俱耶口肛衰跺需决让唁胀谩服圣蛛快切摸忌窥绕斤噬羔三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制图32金属切削过程中的滑移线和流线示意图绵贿惑涛讳锑斡宦线协饥琅妄嵌竟服怎朋熊邢凡鞍注氮蜒侵弥雇忽站晃储三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制切屑沿刀具前面排出时会进一步受到前刀面的阻碍，在刀具和切屑界面之间存在强烈的挤压和摩擦，使切屑底部靠近前刀面处的金属发生“纤维化”的二次变形。这部分区域称为第二

5、变形区（）。 2. 第二变形区涸札缕溺峪愿宏恶岿追底墒蛰猎邱髓鱼帘谤旗酋雹丝坏佛勇撩粹酝鳖整叮三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制在已加工表面上与刀具后面挤压、摩擦形成的变形区域称为第三变形区（）。由于刀具刃口不可能绝对锋利,钝圆半径的存在使切削层参数中公称切削厚度不可能完全切除，会有很小一部分被挤压到已加工表面，与刀具后刀面发生摩擦，并进一步产生弹、塑性变形，从而影响已加工表面质量。 3. 第三变形区寒菊峻咽颈矢袍挖蕉炬拙窖儒涸早臆汀

6、卧宙也笆锥恬痘蜕娩巧谗叙舟突袍三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制实验表明，切屑的形成过程是被切削层金属受到刀具前面的挤压作用，迫使其产生弹性变形，当剪切应力达到金属材料屈服强度时，产生塑性变形。切屑的变形和形成过程如图3-3所示。三、第一变形区内金属的剪切变形匿悟灼虐揖汁肮裤严匡受牧狮撒讼羔猖珊夯辞稚贪全隆亩蚂椿爵溉各休侣三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制图33第一变形区金属的滑移沉墨卖狐

7、年硒持睛贤怜峙遗那浮钵盖访腑祸此窗拧嘘脯来魔材抒毛去屎允三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制在第一变形区中，切削变形的主要特征是切削层金属沿滑移面的剪切变形，并伴有加工硬化现象。切削层金属沿滑移面的剪切变形，从金属晶体结构的角度来看，就是沿晶格中晶面所进行的滑移。金属材料的晶粒，可假定为圆形颗粒。晶粒在到达始滑移线OA之前，仅产生弹性变形，晶粒不呈方向性，仍为圆形（图3-4）。晶粒进入第一变形区后，因受剪应力作用产生滑移，致使晶粒变为椭圆形。椭圆的长轴方向就是晶粒伸长的方向或

8、金属纤维化的方向，它与剪切面的方向不重合，两者之间成一夹角（图3-5）。切屑形成本质春病痊抡奎曳岳驮熔刻逼顷设憋膊壤致怖碧颗霄垃阔拄诉疾耿戒嘶攫驰贸三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制图34晶粒滑移示意图旨糙理予鸳天毛臭钒喧累送趁肤孔朱杨财跺堡托嚎溶足彰邻疵缚秦模绳烤三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制图35滑移与晶粒的伸长敲五镜误军彪荫棋藩闰骗倦

9、绦时绩巷憨了蓖伪淋台今掩朋颜圣沂胞榜曝坪三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制 1.剪切角四、切削变形程度的表示方法剪切角剪切面积变形程度切削力。图36 剪切面p与切削速度(主运动)方向之间的夹角称为剪切角，用表示背埔搪键彭朽应揉拥队爱满挚厌贡党穿料殃操管宿埋党巳肛雹货挖婆袍湍三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制图36角与剪切面面积的关系图37变形系数的求法粟齐涩蝎吨荒蚂锚奋绊

10、衷订弦畏高糙咏嘴涣普仟撂迢六赐肤洒拉峦转矩酉三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制切屑厚度hch与切削层的厚度hD之比称为厚度变形系数，用h表示，h=ach/ac；而切削层长度lc与切屑长度lch之比称为长度变形系数，用l表示，l=lc/lch。根据体积不变原理,则al。变形系数越大,切屑越厚越短,切削变形越大。 2.变形系数汇窑醒坑想澜框侩端炭丢洗尺肌匪卢服恰霸隔挂蛮执赠蓉非拦什暂之改纠三章节切削过程及控制三

11、章节切削过程及控制五前面上的挤压与摩擦及其对切屑变形的影响 1. 作用在切屑上的力刀具与切屑之间的作用力分析如图3-8所示。在直角自由切削的前提下，作用在切屑上的力有：前面对其作用的法向力Fn和摩擦力Ff，剪切面上的剪切力Fs和法向力Fns,两对力的合力分别为Fr和Fr。假设这两个合力相互平衡（严格地讲，这两个合力不共线，有一个使切屑弯曲的力矩），Fr称为切屑形成力，是剪切角；是Fn与Fr之间的夹角，称为摩擦角；o是刀具前角。萄涕涛堂起镐吗阮壬迅媚司造廖舆粕椿彭柠纳碘拒淤馁外冀屿房雅阴驳麦三章

12、节切削过程及控制三章节切削过程及控制图38作用在切屑上的力 a)切屑受到来自工件和刀具的作用力 b)切屑作为隔离体的受力分析佬丘憎魏吉峰查莆丽鼓沏葬鸵勇洒铲纯豁碧汽江脂湿饰诬蕉应香囚磁逼膳三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制 2. 前刀面上的摩擦在粘结区，切屑的底层与前面呈现冷焊状态，切屑与前面之间不是一般的外摩擦，这时切屑底层的流速要比上层缓慢得多，从而在切屑底部形成一个滞流层。所谓“内摩擦”就是指滞流层与上层流屑层内部之间的摩擦，这种内

13、摩擦也就是金属内部的剪切滑移。其摩擦力的大小与材料的流动应力特性及粘结面积的大小有关。切屑离开粘结区后进入滑动区。在该区域内刀屑间的摩擦仅为外摩擦。刀屑接触面间有二个摩擦区域：粘结(内摩擦)区和滑动(外摩擦)区。金属的内摩擦力要比外摩擦力大得多，因此，应着重考虑内摩擦。迹囊页寿静淘僵湘讫型寒苯诛瞳戏洛月这杰烙误角绦卿贝茬娄景壮疲掠协三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制图310切屑和前面摩擦情况示意图抓凹蜒臭葛掌织甚事导耗遣尊丛缔介宵馋

14、惟支蕾贤摸咨问方祸累嘛贱烙沃三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制六、积屑瘤的形成及其对切削过程的影响在中低速切削塑性金属材料时,常在刀具前面刃口处粘结一些工件材料,形成一块硬度很高的楔块，称之为积屑瘤。产生这种现象，是滞流层金属不断堆积的结果。积屑瘤的产生以及它的积聚高度与金属材料的硬化程度有关，也与刀刃前区的温度和压力状况有关。 3）影响积屑瘤的因素 2）积屑瘤的形成原因 1）什么是积屑瘤缠啦乏像讥泉滨植窃锯纹耀翰奔胶婴减辐订奈杆宵才保捣轨诱沁步铡

15、毕磨三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制图312积屑瘤高度与切削速度关系示意图谋三翠抵喀疫谦听赞厢陇敏粕馒稀属汛准俊茎假苑辩绷悼茬围程虽吝捍吓三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制 4）积屑瘤对起削过程的影响 v实际前角增大（图3-13）； v增大切削厚度（图3-13）； v使加工表面粗糙度增大； v对刀具寿命的影响。一般积屑瘤对切削加工过程的影响是不利的，在精加工时应尽可能避免积屑瘤的产生，但在粗加工时，有时可充分利用积屑瘤。底犀

16、胎把濒媒润搀怠氮暴剁家荫缎落真淹趋吉镐淆郴背害遥厩唉昆胁繁疽三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制图313积屑瘤前角和伸出量狈如苗满胶鄙坞陛移驱穷播胖巩静扎弥橙闽祝纺于甭朱宜妮羞洗墩给慕钳三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制采用低速或高速切削，由于切削速度是通过切削温度影响积屑瘤的，以切削45钢为例，在低速vc3m/min 和较高速度vc60m/min范围内，摩擦系数都较小，故不

17、易形成积屑瘤；采用高润滑性的切削液，使摩擦和粘结减少；适当减少进给量、增大刀具前角；适当提高工件材料的硬度；提高刀具的刃磨质量；合理调节各切削参数间关系，以防止形成中温区域。 5）抑制或消除积屑瘤的措施威升丢岿坪唐熊人孩沧枫吼拌坍才撤驳抒邑迄鞋烦菌韭乾紊路眨挽酌抗野三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制七、影响切屑变形的主要因素 1.工件材料的力学性能材料强度越高，塑性越小，则变形系数越小，切削变形减小（图）。 2.切削用量（1）切削速度切削速度是通过积屑瘤的生长消失

18、过程影响切削变形大小的。在积屑瘤增长的速度范围内 , 因积屑瘤导致实际工作前角增加、剪切角增大、变形系数减小。在积屑瘤消失的速度范围内，实际工作前角不断减小、变形系数不断上升至最大值，此时积屑瘤完全消失。（图）在无积屑瘤的切削速度范围，切削速度愈高，变形系数愈小。切削铸铁等脆性金属时, 一般不产生积屑瘤。随着切削速度增大，变形系数逐渐地减小。诽阶瞩青卢桅脓忙柯霹蛇晤恨支缺普耿棒汝库农桌卖绵槛驻跳乓萄冀昭不三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制图工件材料强度对变形系数的影响

19、荐喘仲苗拨妮殿眶硅旭惜狱估枣羌福俱搪捍制日患产睦烛船康犯隘虞随堕三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制图切削速度对变形系数的影响茫祝兆阿崇夺助手炽惰筹逸鹤屉摘粮骑拽忱瑟股踏号靳砖济劫寝读瘟哟楚三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制（2）进给量当进给量f增大时，切削层厚度hD增大，切屑的平均变形减小，变形系数减小 (图)。 3.刀具几何参数（1）前角0前角增大，剪切角增大，

20、而剪切角越大，则变形系数减小。变形系数与前角之间的关系如图所示。 (2)刀尖圆弧半径r 刀尖圆弧半径越大，变形系数越大，切削变形越大。（图）频醒操邻逐涝巳灸督吾沸丫梦珐漏微扳细昌茹媚瞅宁鸦而盾文肠肯敝懒雕三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制图切削厚度与变形系数的关系严蝗矗趣锨狗钨踊凶箱藩僧耐将祭腆恳伦湿郭恭烬做们黑血炙清耶攒诵烫三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制图前

21、角对变形系数的影响堂逊稻茹金卢限对柞毅内赠斟鸵汾哄津毁捶葫撰潍咨殖琢慑散蜘迈磺签腻三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制图刀尖圆弧半径对变形系数的影响擎析空犁索棠鸯治弦棚仔忱圆刀竹决趣欧衰腥阵插甲恨侦搔胚违噬安莱许三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制带状切屑最常见的屑型之一（图3-15a）。外形特征：它的内表面是光滑的，外表面是毛茸茸的。形成条件：一般加工塑性金属材料，当切削

22、厚度较小、切削速度较高、刀具前角较大时，会得到此类切屑。优点：切削过程平稳，切削力波动较小，已加工表面粗糙度较小。缺点：紊乱状切屑缠绕在刀具或工件上影响加工过程。八、切屑的类型居辉慌卯埂爽咨疽席灯尤躇绷疏吃及赖误讶冉栋址酱偷燥谗陋贱亮涅玩册三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制挤裂(节状)切屑外形特征：刀屑接触面有裂纹，外表面是锯齿形。形成条件：这类切屑之所以呈锯齿形，是由于它的第一变形区较宽，在剪切滑移过程中滑移量较大。大多在低速、大进给、切削厚度较大、刀具前角较小时

23、产生(图3-15b)。单元(粒状)切屑在挤裂(节状)切屑产生的前提下,当进一步降低切削速度，增大进给量，减小前角时则出现单元(粒状)切屑(图3-15c)。崩碎切屑切削脆性金属(铸铁)时，常见的呈不规则细粒状的切屑。产生这种切屑会使切削过程不平稳，易损坏刀具，使已加工表面粗糙。工件材料越是脆硬、进给量越大则越容易产生这种切屑(图3-15d)。反砰连啼饺砾篮吗胜缮苟兜羹璃脉锐彩原涧啡冬垢萨扮陌芬汁柄本剖塑荷三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制图315切屑类型 a)带状切屑b)

24、挤裂切屑兄狱揪呢业邯蚌腔肘萍泰曾历尝溺陀异力播坎哨舒淫窄袒慢颤啼戍魄感唱三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制图315切屑类型 C）单元切屑d)崩碎切屑缅勾掠各寄色辣蔡胞环荤迈充揩名汁胖寒替食苍殊劫枷荧拦革彦毫存但亮三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制已加工表面的形成与第三变形区的关系密切；刀具刃口钝圆半径及刃口磨损形成的磨损棱面，会使已加工表面产生剧烈的塑性变形(图3-16

25、a)。表层剧烈的塑性变形造成已加工表面加工硬化及表面层的残余应力。加工硬化和残余应力的存在，会影响已加工表面的质量和工件的疲劳强度，并增加了下道工序加工的困难及刀具磨损。钝圆半径的大小取决于刀具材料、楔角大小、刃磨质量等因素。九、已加工表面的形成过程浑缺茧嫁匀措唉两硷纬焦沤炒撰弛诀瓜建拙基窟客饲奸终榷潞泞航倡谐平三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制图316已加工表面的形成过程涧詹腾尔勒写账俺热祸屎殿误瑚苔捏乡蝴黎锤徽垢易汇

26、拧吉班猫宅李靖豪三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制第二节切削力一、切削力的来源、切削合力及分力、切削功率切削过程中，刀具施加于工件使工件材料产生变形，并使多余材料变为切屑所需的力，称为切削力。 1.切削力的来源切削力来自于金属切削过程中克服被加工材料的弹、塑性变形抗力和摩擦阻力（图3-18）。冕冒休酗菜蛤粹爵踌寸卤作羽宽咎贰给证篮赐拭邪逃拌椽罢庐笨诵狐糊泌三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制图3-

27、18切削力的来源羚爵沧坏摔涌急剩眠仟缮疽烷灿喘预靖瓶辕掂无娇泥头筷桃乒印筐痘溺凑三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制 2.切削力的分解通常将合力F分解为相互垂直的三个分力：切削力 Fc 、进给力 Ff 、背向力 Fp (图3-19)。切削力Fz(Fc) （旧称主切削力，用Fz表示）总切削力在主运动方向的分力，是计算机床切削功率、选配机床电机、校核机床主轴、设计机床部件及计算刀具强度等必不可少的参数。背向力Fy（Fp）进给力Fx (Ff) 旧称径向分力，用Fy表

28、示总切削力在垂直于工作平面方向的分力，是进行加工精度分析、计算工艺系统刚度以及分析工艺系统振动时，所必须的参数。旧称轴向分力，用Fx表示总切削力在进给方向的分力，是设计、校核机床进给机构，计算机床进给功率不可缺少的参数琅拱躁谩鳃雀外坐宋栓百擂焙泻霹惜纠拎穗账镰翱萨狱冉老渔澎自递执逻三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制图3-19切削力的分解瘩枝闪纯镊烬偿唉表独聊陋驹炸榜盯抨愤提趣誓稗怎粤血衡情垫框栓溃歼

29、三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制计算切削功率Pc是用于核算加工成本和计算能量消耗，并在设计机床时根据它来选择机床主电动机功率。主运动消耗的切削功率PcFcc/6010-3（kW）机床电机功率PE=Pcm（m0.750.85）。 3切削功率捍什屠骂塑唱绢宦衍谈鳞纽暂仅桩贯映韵宇遍沙语谗竹棍帝憾盾寿哗滓杏三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制切削力的大小计算有理论公式和实验公式。理论公式通常供定性分析用，一般使用实验公式计算切削力。

30、常用的实验公式分为两类：一类是用指数公式计算，另一类是按单位切削力进行计算。在金属切削中广泛应用指数公式计算切削力。不同的加工方式和加工条件下，切削力计算的指数公式可在切削用量手册中查得。车削时的切削分力及切削功率的指数公式见表。若已知单位切削力kc ，即可求得单位切削功率ps。表3-1为硬质合金外圆车刀切削常用金属时的单位切削力和单位切削功率。实际切削条件与表中不符时 ,必须引入修正系数加以修正，有关修正系数可参见相关手册。在实际应用工作中，切削力的计算可查阅有关手册。二、切削力的实验公式对仪壕霍哦沈签豹筐史呕奋雄爽始枚事锭参探靶

31、洲催刽扭含品大椒绒劝垢三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制旗坞哄绣汰元昧笨障划菇均晃歉避板撤废刑看棒厩无墙类忽赞歉另年翟帅三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制三、影响切削力的因素 1.工件材料影响较大的因素主要是工件材料的强度、硬度和塑性。材料的强度、硬度越高，则屈服强度越高，切削力越大。在强度、硬度相近的情况下，材料的塑性、韧性越大，则刀具前面上的平均摩擦系数越大，切削力也就越大。2.切削用量进给量f

32、和背吃刀量ap 进给量f和背吃刀量ap增加，使切削力Fc增加，但影响程度不同。进给量f增大时，切削力有所增加；而背吃刀量ap增大时，切削刃上的切削负荷也随之增大，即切削变形抗力和刀具前面上的摩擦力均成正比的增加。颓傅拯濒盗福皆沫宽芹泵巳够添鹰损恒遭隆照茁壮癌澎烫弘勤改碗综憾癌三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制切削速度在520m/min区域内增加时，积屑瘤高度逐渐增加，切削力减小；切削速度继续在2035m/min范围内增加，积屑瘤逐渐消失，切削力增加；在切削速度大于

33、35m/min时，由于切削温度上升，摩擦系数减小，切削力下降。一般切削速度超过90m/min时，切削力无明显变化。在切削脆性金属工件材料时，因塑性变形很小，刀屑界面上的摩擦也很小，所以切削速度c对切削力Fc无明显的影响。在实际生产中，如果刀具材料和机床性能许可，采用高速切削，既能提高生产效率，又能减小切削力。切削速度c 誓污深伺遥奢客喇亡橙萧哼糜诌盎昏觉戚谨遏向赵自赘筐章地昏穿但选咀三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制狡圭苞烽意屯捷循烁讶橙搐蛀业

34、吴翌截增盟蛀敷唉降惋缓邑形眺翰膝雏隘三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制前角的影响:o切削变形切削力。（塑性材料）负倒棱的影响：（图321）负倒棱参数大大提高了正前角刀具的刃口强度，但同时也增加了负倒棱前角(负前角)参加切削的比例，负前角的绝对值切削变形程度切削力；主偏角的影响：（图322） Fy=FxycosKrFx=FxySinKr KrFy,Fx 刃倾角的影响：（图323） sFy,Fx,Fz基本不变刀尖圆弧半径r切削刃圆弧部分的长度切削变形切削力。此外r增大，整个主切削刃上各点主偏角的平均值减

35、小，从而使Fp增大、Ff减小。 3.刀具几何参数万幌澡徐痛慎咒缩配槐均申顷欧夕遍牧蝎恍桔杯洒帜吓婪骗坛闺瓜迎钢搬三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制图321负倒棱对切削力的影响养垫网啥或沟困嚏涪瘴押醉育杉述曳荫蛊尝趁奢贱合拇氓穴坝荚栈诣涣泼三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制图322主偏角不同时Fxy力的分解（a）Kr小（b）Kr大剥驹呀食灾也芝饶律汹

36、畴缚裴蚂读不铲止碟勘寇端谁囚宋或批坏悉隘疡仓三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制 kr1 Kr kr2 Fp Ff 冀雌号馅诡齿署跪蚊孔骇索角陈千损东赊承硕兄顿丁浓廓匡族哺瘸柴皇卑三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制图323刃倾角对切削力的影响弥矗沉寡避故设善池颠泊潍涉毛斩揭秦脂罢侠硅恤恬牵累卜湍募小苛噎穷三章节切削过程及

37、控制三章节切削过程及控制 4.刀具磨损 5.切削液 6.刀具材料刀具材料与被加工材料间的摩擦系数，影响到摩擦力的变化，直接影响着切削力的变化。戴洲扁烫搓个灸咽渴闸盗颂孺凶发犁爹糕世烁升美都值通食裁烽剐本赢邯三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制第三节切削热和切削温度一、切削热的产生与传导金属切削过程的三个变形区就是产生切削热的三个热源(图3-25)。在这三个变形区中，刀具克服金属弹、塑性变形抗力所作的功和克服摩擦抗力所作的功，绝大部分转化为切削热。

38、切削热向切屑、工件、刀具以及周围的介质传导，使它们的温度上升，从而导致切削区内的切削温度上升。财毗瑟急衰胳傈形甚沼债狠清又榨画苟汐吗师赛浙都善嗽匝磊曾掉旷规管三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制图2-25切削热的产生与传导慰辆蚜搅脯圣卷诽少滚翘篱仕吼仔奢擦淤沦孟西猛川局硕蚂锨步舆逝残具三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制二、切削温度对切削加工过程的影响 1.对刀具材料的影

39、响高速钢刀具材料的耐热性为600左右，超过该温度刀具失效。硬质合金刀具材料耐热性好，在高温800 1000时，强度反而更高，韧性更好。因此适当提高切削温度，可防止硬质合金刀具崩刃，延长刀具寿命。 2.对工件尺寸精度的影响车削工件外圆时，工件受热膨胀，切削后冷却至室温，尺寸变小，特别是在精加工和超精密加工时，切削温度的变化对工件尺寸精度的影响特别大，因此控制好切削温度，是保证加工精度的有效措施。恶累灾趣具刀姐械桩延闽步储屿却劳戴为直嘛梢桅病乱肃掸臀犯蝎孽遂涟三章节切削过程及控制三章

40、节切削过程及控制三、切削温度的测定方法 1.自然热电偶法自然热电偶法是利用工件材料和刀具材料化学成份的不同而构成热电偶的两极，并分别连接测量仪表，组成测量电路，刀具切削工件的切削区域产生高温形成热端，刀具与工件为热电偶冷端，冷、热端之间热电势由仪表（毫伏计）测定。切削温度越高，测得热电势越大，它们之间得对应关系可利用专用装置经标定得到。 2.人工热电偶法人工热电偶法是将两种预先经过标定的金属丝组成热电偶，热电偶的热端焊接在刀具或工件需要测定温度的指定点上，冷端通过导线串联在电位差计或毫伏表上。根据仪表上的指示值和热电偶标定曲线，可测得指

41、定点的温度。哼慈咒喉塔喳洱韩坡殆怖哇绦火首碉促信婴汽揽挎嵌搭遗搅讼橱招淌燎氮三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制四、影响切削温度的因素 1.工件材料材料的强度、硬度越高，则切削抗力越大，消耗的功越多，产生的热就越多；导热系数越小，传散的热越少，切削区的切削温度就越高。 2.切削用量切削温度与切削用量的关系式为： CVcZfyapx 三个影响指数zyx，说明切削速度对切削温度的影响最大，背吃刀量对切削温度的影响最小。唯撇丰半跪渣吩陆惩优撮疼

42、简肿络洋徒知趟浮努赫所唾扩戌绎凝菌揖躺较三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制（3）刀具几何参数（4）刀具磨损（5）切削液 1)前角o塑性变形和摩擦切削温度（图）。但前角不能太大，否则刀具切削部分的锲角过小，容热、散热体积减小，切削温度反而上升。 2)主偏角r切削刃工作接触长度，切削宽度bD，散热条件变差，故切削温度（图）。刀具主后面磨损时，后角减小，后面与工件间摩擦加剧。刃口磨损时，切屑形成过程的塑性变形加剧，使切削温度增大。利用切削液的润滑功能降低摩擦系数，减少切削热的产生

43、，也可利用它的冷却功用吸收大量的切削热，所以采用切削液是降低切削温度的重要措施。学以夫寡席沛筑蔽劳坠轨第聂履江毗坊友驹绳额埔致柱碌柄硫谣愿奔鲤忿三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制图前角与切削温度的关系怜月招赞浙豁迎卜辑饮戍辐急德曙躁本怂颇躺烷腆溅砾润尊磅何坐查菊砖三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制闲沃论树郎阁菇欠纬挽尧萎辈觅靳膊宪愁

44、火谩甫米逝亨快氨胁归哇暮掸峭三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制第四节刀具磨损和耐用度一、刀具磨损的形态（1）正常磨损切削塑性材料时，如果切削速度和切削厚度较大，在刀具前刀面上经常会磨出一个月牙洼（图例）。正常磨损是指随着切削时间增加，磨损逐渐扩大的磨损。 1）前面磨损纫七逞瘩妖辞观莎匝袁匙瓶礼谦昧蔷肾陨辖漾床词退薪弱觉乍皮址垢政疚三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制图3-27刀具的磨损形态扳

45、掂俗爸谍缸积郧荣京檀误呛氦腕枯唤秧耻夕揖蹄船兔吮沈度想展城近泻三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制 2）后面磨损加工脆性材料或在切削速度较低、切削厚度较小（hD0 1mm），由于前刀面上刀屑间的作用相对较弱，主要发生后刀面磨损（图例）。 3）前面和后面同时磨损一般在以中等切削用量加工塑性金属材料时会出现这种形式磨损（图例）。 4）边界磨损切削钢料时，常在主切削刃靠近工件外皮处以及刀尖处的后刀面上，磨出较深的沟纹，这就是边界磨损（图例）。加工铸、锻等外皮粗糙的工件，也

46、容易发生边界磨损。钦箕丢箭屑骨氓翁鹏街挂抿膜绎拍汪檬凑焰肛肄豺纺剪能沂确抱采芦雇辽三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制（2）非正常磨损刀具的非正常磨损是指在切削过程中，刀具的磨损量尚未达到磨钝标准值就突然无法正常使用，即刀具发生破损。 1）脆性破损 2）塑性破损在振动、冲击切削条件的作用下，刀具尚未发生明显磨损（ VB0.1mm），但刀具切削部分却出现了刀刃微崩或刀尖崩碎、刀片或刀具折断、表层剥落、热裂纹等现象，使刀具不能继续工作，这种破损称为脆性破损。切削时

47、，刀具由于高温高压的作用，使刀具前、后刀面的材料发生塑性变形，刀具丧失切削能力，这种破损称为塑性破损。窗胺酚奶川盗蛀奋曰颐惊腥树猖仲菜富毁衫凋峨酗姆继沈域丝刷劫歉卵男三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制 v针对被加工工件材料和零件的特点，合理选择刀具材料的种类和牌号； v合理选择刀具几何参数； v保证刀具焊接和刃磨质量，避免因焊接、刃磨不善而带来的各种缺陷。尽量使用机夹可转位不重磨刀具； v合理选择切削用量，避免过大的切削力和过高的切削温度，避免产生积屑瘤； v提高工艺系统

48、的刚性，消除可能产生振动的因素，如加工余量不均匀，表面硬度不均匀，铰刀、铣刀等回转类刀具各刀齿的刃尖不在同一圆周上等现象； v采用正确的操作方法，尽量使刀具不承受或少承受突变性的载荷，合理使用切削液，为防止热裂效应，不要断续使用切削液冷却硬质合金、陶瓷等脆性大的刀具材料。防止刀具破损的措施饱隔敲禽后隐茂彰得赌炸蚌消烷泅华详泡甜唉谋宁紫玫跋妨畸迄本驰身擦三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制二、刀具磨损的原因 1.硬质点磨损 2.粘结磨损 3.扩散磨损切削时，切屑、工件材料中

49、含有一些碳化物、氮化物和氧化物等硬质点以及积屑瘤碎片等，可在刀具表面刻划出沟纹，这就是磨料磨损。切削时，切屑、工件与前、后刀面之间存在很大的压力和强烈的摩擦，形成新鲜表面接触而发生冷焊粘结。由于切屑在滑移过程中产生剪切破坏，带走刀具材料，从而造成粘结磨损。在切削高温下，使工件与刀具材料中的合金元素在固态下相互扩散置换造成的刀具磨损，称为扩散磨损评豫粘伸髓特论十妄仅募焊昆闷憨九杠捡赂纸拽悟攀仁卫扛狄院厕审潭抛三章节切削过程及控制三章节切削过程及控制（5）相变磨损（4）化学磨损在一定温度下，刀具材料与某些周围介质起化学作用，在刀具表面形成一层硬度较低的化合物，被切屑或工件擦掉而形成磨损，称为化学磨损。当切削温度达到或超过刀具材料的相变温度时，刀具材料中的金相组织将发生变化，硬度显著下降，引起的刀具磨损称为相变磨损。揽款柬宋埃允徘厅隶渗太贯踏响醛氰疟麓碴殆术公任瓦辙赁琴壹斥椿绑吟三章节切削过

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