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    fullanti
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    发布于：2020-12-16 11:19
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    金属切削加工详解-切屑、积屑瘤、切削力、切削热

    金属的切削过程

    金属切削过程是指从工件表面切除一层多余的金属，从而形成切屑的过程：


     1.金属在刀具前刀面的作用下，受到挤压产生弹性变形。

     

    2.应力逐渐变大，产生塑性变形—滑移。


     3.应力达到强度极限，剪切滑移被挤裂形成切屑。


     4.切离。

    1.jpg



    切 屑

    常见的切屑有如下三种：

    a.带状切屑：用大前角刀具、高切削速度、小进给量加工塑性材料时出现。形成带状切屑时，切削力平稳，表面光洁，但切屑连续不断，不安全或容易刮伤已加工表面。


    b.节状切屑：用低切削速度，大进给量加工中等硬度的钢材时出现。形成这种切屑时，金属经弹性变形、塑性变形、挤裂和切离阶段，是典型的切削过程，但切削力波动大，工件表面粗糙。


    c.崩碎切屑：加工铸铁、黄铜等脆性材料时出现，形成这种切屑时，切削热和切削力均集中在刀刃和刀尖，刀具容易磨损

    2.png



    积屑瘤

    当切屑沿前刀面流出时，与前刀面接触的切屑底层受到摩擦阻力，速度变慢，形成滞流层，于是，金属粘附在切削刃附近，形成了积屑瘤。


    积屑瘤的影响：

    1、保护切削刃，粗加工时，希望产生积屑瘤


    2、本身不断形成和脱落，会引起振动，影响工件表面粗糙度，精加工不希望产生积屑瘤。

    3.png



    切削力


    1、切向力（切削力）Fz ：总切削力在主运动方向上的正投影，其大小约占总切削力的95~99%,是三个分力中最大的。消耗功率最多的分力，它是机床动力、重要零件的强度和刚度设计和校核的主要依据；


    2、轴向力（进给力）Fx : 总切削力在进给方向上的正投影，其大小约占总切削力的1~5%, 它是设计和验算机床进给机构必须的参数；


    3、径向力（背向力）Fy: 总切削力在垂直工作平面上的分力，它作用在工件刚性较差的方向，容易使工件变形，同时引起振动，影响加工精度。所以加工刚性较差的工件（如细长轴）时，应该力求减少切削力。


    切削力Fr的方向如左下图：可以沿三个方向分解为：

    4.jpg


    主偏角影响径向力的分配：

    5.png



    切削热


    切削热产生原因：

    1.切屑变形；

    2.工件与刀具的摩擦；


    切削热传出途径：

    a.由切屑带走，带走越多越有利；

    b.由周围空气和冷却介质带走，同样带走越多越有利；

    c.传入工件，使工件温度升高 ，引起工件变形，产生误差

    d. 传入刀具，使刀具温度升高。刀具硬度降低，磨损加快


    降低切削温度的措施

    1.减少切削热的产生：包括选择合理的刀具几何角度和切削用量，比如适当增大刀具的前角以减少切屑变形，选用大的背吃刀量和小的进给量。


    2.改善散热条件：包括使用冷却液等各种冷却措施；


    冷却液一般有：

    水溶液：比热大，导热性好，但不能起润滑作用，如苏打水，苏打用于防锈。用于粗磨。

    切削油：如矿物油；比热小，但有润滑作用。

    乳化液：具有良好的流动性和导热性，它由乳化油加水稀释而成，应用最广泛。


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