1、3 金属的切削过程,金属的切削过程就是刀具切入工件使之发生挤压变形，从而使多余材料成为切屑的过程。 与金属塑性变形相关的主要因素：切削力切削热刀具磨损与寿命,一、切削力,【切削力】切削过程中作用在刀具与工件上的力称为切削力。 【来源】加工材料的弹塑性变形抗力和工件表面切屑对刀具表面的摩擦力。（图示） 【意义】研究切削力对刀具、夹具的设计和使用具有重要的意义。,切削力的来源,来源 前刀面：变形抗力及摩擦 后刀面：变形抗力及摩擦,合成运动与合成切削速度,当主运动与进给运动同时进行时，刀具切削刃上某一点相对工件的运动称为合成切削运动，其大小与方向用合成速度向量ve表示。合成速度向量等于主运动速度与进
2、给运动速度的向量和（图示）。即 ve=vc+vf,切削时合成切削速度,切削力的分解,为了研究方便，将作用于工件上的切削合力分解为相互垂直的Fc、Ff、Fp.（图5.11） Fc：切削力,与基面垂直，切于过渡表面并与主运动方向相反, 又称切向力.三个分力中最大。 Ff：进给力,在基面内,与进给方向一致，沿工件轴线方向，又称轴向力. Fp：背向力,在基面内,与进给方向垂直，又称径向力。引起振动与变形的分力。,切削力的分解,总切削力F=( Fc2+Ff2+Fp2)1/2 切削过程中切削力Fc最大，可用Fc来近似表示总切削力F。 F Fc,减小切削力的措施,减小切削力对于延长刀具寿命、提高加工质量等意
3、义重大。Fc F，故可通过减小Fc来减小F。 主要措施 1.o ：可减小切削层塑性变形，减小切屑与刀具摩擦，从而减小切削力； 2.Kr：可使径向分力，即背向力Fp，则F总 。尤其车削细长轴时，减小Fp可减少工件变形和振动； （课后题） 3.ap:可明显减小切削力。但一般情况下，为保证生产率和刀具寿命，还是采取较大值。,二、切削热,切削热的产生及传散 材料的弹性、塑性变形，刀具与工件的摩擦，刀具与切屑的摩擦是产生切削热的主要原因。 传散：切屑+刀具+工件+介质切削时大部分切削热的50%-86%由切屑带走，40%-10%由刀具带走。,二、切削热,切削温度 定义：切削区的平均温度。可高达1000 影
4、响因素：工件材料刀具材料切削用量刀具几何形状浇注切削液。,二、切削热,切削热对加工的影响 刀具热量：刀具硬度降低，加速磨损，影响工件加工尺寸 工件热量：使工件变形，影响加工精度 结论：切削热是刀具磨损和影响加工精度的主要原因。 ,三、刀具磨损与寿命,刀具磨损形式 正常磨损:在刀具设计与使用合理、制造与刃磨质量符合要求的情况下，刀具在切削过程中逐渐的磨损。 非正常磨损:刀具在切削过程中突然或过早产生损坏现象。,正常磨损的形式（）,前刀面磨损由于刀具、工件与切屑之间的摩擦使前刀面逐渐磨出一个月牙形的凹坑。较高的Vc，较大的切削厚度切塑性材料时易产生。 后刀面磨损 切削脆性材料或用较低的Vc，较小的
5、切削厚度切塑性材料时易产生。后刀面靠近切削刃的部分被磨成小棱面。 前后刀面同时磨损,非正常磨损的形式,破损 在切削刃或刀面上产生裂纹、崩刃或碎裂。 卷刃 切削时在高温作用下，使切削刃或刀面产生塌陷或隆起的塑性变形现象。,刀具的磨损过程,刀具耐用度（刀具寿命） ,磨钝标准刀具磨损到不能再继续使用时的磨损限度。 刀具耐用度（刀具寿命）指刃磨后的刀具从开始切削到磨损量达到磨钝标准为止所用的总切削时间。刀具耐用度还可以用达到磨钝标准所经过的切削路程lm或加工出的零件N来表示。 刀具耐用度高低是衡量刀具切削性能好坏的重要标志。利用刀具耐用度来控制磨损量VB值，比用测量VB来判别是否达到磨钝标准要简便。,
6、四、切削液,切削液主要用来减少切削过程中的摩擦和降低切削温度。合理使用切削液，对提高刀具耐用度和加工表面质量、保证加工精度起重要的作用。 切削液的作用 (1)冷却作用 (2)润滑作用 (3)洗涤与防锈作用,常用切削液()及其选用,(1)合成切削液（水溶液） 水中加入防锈剂。主要起冷却和清洗作用。润滑性能差，用于粗加工、粗磨。(2) 油基切削液（切削油） 矿物油、动植物油。主要起润滑作用。 冷却能力差，可减小刀具磨损和表面粗糙度，用于铣削、拉削和齿轮加工。,常用切削液及其选用,(3)乳化液 在切削加工中使用较广，它是由水和油混合而成的液体，常用它代替动植物油。生产中使用的乳化液是由乳化剂加水配制而成。 浓度低的乳化液含水比例多，主要起冷却作用，适用于粗加工和磨削；浓度高的乳化液，主要起润滑作用，适于精加工。,切削液的合理选用,工件材料 刀具材料 加工方法（刨、铣、磨等） 加工要求（粗、精加工）,
