金属切削过程中物理现象学习教案.ppt
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-12 格式:PPT 页数:55 大小:6MB 金币:10 举报 版权申诉
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金属切削(qiēxiāo)过程中物理现象/金属(jīnshǔ)切削过程中的三个变形区1、第一(dìyī)变形区2、第二(dìèr)变形区由于加工材料性质的不同以及(yǐjí)切削条件的不同,从变形观点出发,可将切屑归纳为四种形态:2、挤裂切屑:又称节状切屑。它的外表面(biǎomiàn)呈锯齿形,内表面(biǎomiàn)有时有裂纹。在切削速度较低、切削厚度较大、刀具前角较小时常产生此类切屑。4、崩碎切屑:加工脆性材料(铸铁、青铜(qīngtóng)),切削厚度越大越易得到这类切屑。(二)、切屑(qiēxiè)的形状积屑瘤高度(gāodù)及其实际工作前角2.积屑瘤的成因:1)工件材料(cáiliào)的塑性主要是加工硬化的缘故,塑性材料(cáiliào)切削时形成带状切削,加工硬化现象较强,容易产生积屑瘤;而脆性材料(cáiliào)切削时形成崩脆切削,且加工硬化现象很弱,不易产生积屑瘤。2)切削(qiēxiāo)温度3)积屑瘤与切削速度的关系(guānxì)4)刀具(dāojù)的前角3.积屑瘤对切削过程的影响:1)积屑瘤包围着切削刃,可以代替前面、后面和切削刃进行切削,从而保护(bǎohù)了刀刃,减少了刀具的磨损。2)积屑瘤使刀具的实际工作前角增大,而且,积屑瘤越高,实际工作前角越大,刀具越锋利。3)积屑瘤前端伸出切削刃外,直接影响加工尺寸精度。4)积屑瘤直接影响工件加工表面的形状精度和表面粗糙度。第二节切屑(qiēxiè)力二、切屑(qiēxiè)力的产生三.切削(qiēxiāo)合力及分解和切削(qiēxiāo)功率主切削力Fc:切削合力F在主运动方向的分力,又称切向分力。它与切削速度方向一致,在切削过程中做功最多,占总切削功率的90%以上。Fc是计算机床动力、设备的强度及刚度的基本数据。进给抗力Ff:切削合力F在进给运动方向的合力,车外圆时,Ff与工件的轴线相平行,因此又称轴向分力。Ff作用在机床的进给机构上,它是设计进给机构必须的数据。切深抗力Fp:切削合力F在切削深度(shēndù)方向的分力。车外圆时,Fp与工件的径向重合,因此又称径向分力。Fp作用在机床及工件刚性最差的方向,容易引起切削振动和工件的弯曲变形,影响加工精度及工件表面质量。切削功率:是指切削时在切削区域内消耗(xiāohào)的功率,通常进给消耗(xiāohào)的功率略去不计,只计算主运动消耗(xiāohào)的功率:四、影响(yǐngxiǎng)切削力的因素1.工件材料(cáiliào)的影响2.切削(qiēxiāo)用量的影响(1)切削(qiēxiāo)深度和进给量的影响(2)切削速度的影响(yǐngxiǎng)切削速度是通过(tōngguò)影响切削变形程度来影响切削力,切削变形大,则切削力大。切削铸铁等脆性材料时,被切材料的塑性变形及它与前刀面的摩擦均比较(bǐjiào)小。υc对切削力没有显著影响。3.刀具(dāojù)几何参数的影响前角对切削力的影响(yǐngxiǎng)ap=4mmf=0.25mm/r2)主偏角kr对切削力的影响(yǐngxiǎng)(a)当时,主切削力F随着Kr增加而减小。切削脆性材料(cáiliào)时,切削力始终随着Kr的增加而减小。4、其它因素的影响(yǐngxiǎng)1)刀具磨损越大,将增加切削力;2)使用切削液,将减小切削力。五.切削力的经验公式[计算举例]:用YT5硬质合金车刀外圆纵车σb=630MPa的热轧45钢,车刀几何参数(cānshù)为ro=10°、kr=75°、rs=–5°,切削用量为ap=2mm、f=0.3mm/r、vc=100m/min。试计算切削力Fc、Fp、Ff及切削功率Pc。[解]:查表2-1得:CFC=2795xFC=1.0yFC=0.75zFC=-0.15第三节切屑热和切削(qiēxiāo)温度切削(qiēxiāo)热传出:(1)通过工件传出Qg,使工件温度升高(2)通过切屑传出Qx,使切屑温度升高(3)通过刀具传出Qd,使刀具温度升高(4)通过周围介质传出Qj两个方面:切削(qiēxiāo)热的产生与传出(2)进给量的影响(yǐngxiǎng)(3)切削(qiēxiāo)深度的影响由上图可以看出,切削用量↑时切削温度↑,其中(qízhōng)v对切削温度的影响最大,进给量f的影响比v小,背吃刀量ap的影响最小。(二)刀具(dāojù)几何参数的影响1.前角γ0的影响γ0↑→变形程度↓→F↓→q↓但γ0>18°~20°时,因散热体积↓,q随前角的增大而上升。故前角不宜过大。(三)刀具磨损的影响刀具磨损后,切削刃变钝,刃区前方的挤压作用增大,使切削区的塑性变形增加;同时磨损后