下载文档原格式
切屑形成的基本理论与屑形控制由于金属切削过程是在高温、高压、高速下进行，因此切屑的形成机理相当复杂。
为了在切削加工中有效控制屑形，提高加工效率，改善加工表面质量，有必要对金属切削过程的一些基本理论进行深入研究和探讨。
1 滑移与滑移线机械制造是利用金属塑性变形机理，采取滚压、轧制、冷拔或切削加工等方法，使零件达到要求的形状和尺寸。
根据金属塑性变形理论可知，金属产生塑性变形的基本机理是滑移，即清移是金属最主要的塑性变形方式。
金属的滑移仅在剪应力作用下才能发生，即当剪应力t达到金属材料的剪切强度极限ts时，便会产生塑性变形。
在平面变形条件下，多晶体金属中的滑移是沿最大剪应力方向发生的，即滑移带与最大剪应力迹线相重合。
假设在连续应力场(塑性区)内最大剪应力迹线是无限密集的，则沿最大剪应力方向不断由一点到与其无限接近的另一点，即可在变形平面上绘出两组相互正交的曲线(如图1所示)，从而形成由切屑形成过程中第一变形区内部分滑移线与流线(或相邻部分)组成的格子。
滑移线的微分方程为第一组滑移线：dy/dx=tanw第二组滑移线：dy/dx =-tanw图2 与滑移线相切的直角坐标系第一、第二滑移线的参变量分别用a和b代替。
选取滑移线oa、ob为两曲线坐标轴，用坐标轴的曲线坐标(a，b)表示平面上p点的位置(见图2)。
这样，在曲线坐标网的任一a线上坐标b等于常值；在任一b 线上坐标a等于常值。
因此，在无限接近p点处，坐标曲线a和b与选取的直角坐标轴相重合，因此可认为dx=dsa，dy=dsb式中，dsa和dsb分别为曲线a和b的弧长微分。
因此有由于直角坐标轴与滑移线相切，因此对于a而言，w=0。
由于沿曲线a和b的角度w是不断变化的，因此偏导数不等于零，从而使切屑在形成过程中产生变形和卷曲。
图3 两滑移线间的滑移线转角2 切屑的变形和卷曲根据滑移线性质的汉基定理可知，滑移线a1与a2、b1与b2是无限接近的。
b1线在 p点与f点的法线的交点O1 为b1线在p点的曲率中心；b2线在e点与 d点的法线的交点O2 为b2线在e点的曲率中心。
刀具的基本知识一、运动及切削要素.......................................................................................................... - 3 -1、切削运动................................................................................................................................ - 3 -2、切屑要素................................................................................................................................ - 3 -3、刀具切削部分的几何参数.................................................................................................... - 4 -4、刀具几何角度及其对切屑的影响........................................................................................ - 4 -5、刀尖型式的选择（过渡刃的选择）............................................................................ - 8 -二、刀具的材料.......................................................................................................................... - 9 -1. 刀具材料应具备的性能................................................................................................. - 9 -2.常用刀具材料................................................................................................................... - 9 -三、金属切削加工中的主要现象及规律................................................................................ - 12 -1、切屑的形成.................................................................................................................. - 12 -2、切削中的变形.............................................................................................................. - 12 -3、切屑的种类及断屑...................................................................................................... - 13 -1．积屑瘤的成因.............................................................................................................. - 15 - 2．积屑瘤对切削过程的影响.......................................................................................... - 15 -3. 积屑瘤的控制措施....................................................................................................... - 15 -一、运动及切削要素1、切削运动削运动分为主运动(它是切屑时最主要、消耗动力最多的运动，它是刀具与工件之间的相对运动)和进给运动(是指刀具与工件之间的附加运动，以保持切屑的连续进行)。
论文金属切削过程中的三个变形区系别专业年级学生姓名学号指导教师年月日金属切削过程中的三个变形区摘要：金属切削过程是指道具与工件相互作用形成切屑的过程，本文主要表示了金属切削加工过程中的三个变形区的形成与相互联系，并分析了与这三个变形区有关的反映金属变形程度的相关参数，同时加以总结。
关键词：金属切削，三个变形区，金属变形程度Abstract: the process of metal cutting refers to tools and the workpiece interact to form a cutting process, this paper mainly describes the process of metal machining three deformation zone was formed and interconnected, and analyzed and the three deformation zone related to reflect the extent of metal distortion of the relevant parameters, at the same time to sum up.Keywords：metal cutting, three deformation zone, extent of metal distortion引言金属切削过程是机械制造过程的一个重要组成局部。
金属切削过程是指将工件上多余的金属层，通过切削加工被刀具切除而形成切屑并获得几何形状、尺寸精度和外表粗糙度都符合要求的零件的过程。
在这一过程中，始终存在着刀具切削工件和工件材料抵抗切削的矛盾，从而产生一系列现象，如切削变形、切削力、切削热与切削温度以与有关刀具的磨损与刀具寿命、卷屑与断屑等。
对这些现象进展研究，揭示其在的机理，探索和掌握金属切削过程的根本规律，从而主动地加以有效的控制，对保证加工精度和外表质量，提高切削效率，降低生产本钱和劳动强度具有十分重大的意义。
任务1：金属切削和一般规律1.1.1 切削运动和工件上的加工表面在金属切削加工过程中，数控机床的运动主要包括金属切削运动和辅助运动。
1．金属切削运动金属切削加工就是用金属切削把工件毛坯上余量（预留的金属材料）切除，获得图样所要求的零件。
在切削过程中，刀具和工件之间必须有相对运动，这种相对运动就称为切削运动。
切削运动是由金属切削机床通过两种运动单元组合而成的，其—是产生切削力的运动，其二是保证了切削工作连续进行的运动，按照它们在切削过程中所起的作用，通常分主运动和进给运动。
1）主运动主运动是由机床提供的主要运动，它使刀具和工件之间产生相对运动，从而使刀具接近工件并切除切削层。
主运动只有一个，可以是旋转运动，如车削时工件的旋转运动（图1-1），铣削时铣刀的旋转运动；也可以是直线运动，如刨削时刀具或工件的往复直线运动。
其特点是切削速度（v c）最高，消耗的机床功率也最图1-1 切削运动和工件表面大。
2）进给运动进给运动是由机床提供的使刀具与工件之间产生附加的相对运动，加上主运动即可不断地或连续地切除切削层，并得出具有所需几何特性的已加工表面。
进给运动可以是连续的运动，如车削外圆时车刀平行于工件轴线的纵向运动（图1-1）；也可以是间断运动，如刨削时刀具的横向运动。
其特点是消耗的功率比主运动小得多。
进给运动可以是一个，也可以有多个或没有。
3）合成切削运动当主运动和进给运动同时进行时，由主运动和进给运动合成的运动称为合成切削运动。
刀具切削刃上选定点相对工件的瞬时合成运动方向称为合成切削运动方向，其速度称为合成切削速度，该速度方向与过渡表面相切，如图1-1所示。
合成切削速度v e等于主运动速度v c和进给运动速度v f的矢量和，即：v e=v c+v f（1.1）2．加工中的工件表面在金属切削加工过程中，工件上多余的材料不断地被刀具切除而转变为切屑，与此同时，工件在切削过程中形成了三个不断变化着的表面（图1-1），分别如下：1) 待加工表面 工件上有待切除切削层的表面称为待加工表面。
《机械制造技术基础》复习题第2章制造工艺装备复习题1。
单项选择1-1 构成工序的要素之一是（)。
①同一台机床②同一套夹具③同一把刀具④同一个加工表面1-2 目前机械零件的主要制造方法是（).①材料成形法②材料去除法③材料累加法④材料复合法1—3 工件的定位就是使（ )①不同批工件逐次放入到夹具中,都能占据同一位置。
②同一批工件逐次放入到夹具中，都能占据同一位置。
③不同批工件逐次放入到夹具中,都能占据不同位置。
④同一批工件逐次放入到夹具中,都能占据不同位置。
1—4 在数控铣床上用球头立铣刀铣削一凹球面型腔，属于（）。
①轨迹法②成型法③相切法④范成法1-5 进给运动通常是机床中（）。
①切削运动中消耗功率最多的运动②切削运动中速度最高的运动③不断地把切削层投入切削的运动④使工件或刀具进入正确加工位置的运动1—6 在外圆磨床上磨削工件外圆表面,其主运动是（）.①砂轮的回转运动②工件的回转运动③砂轮的直线运动④工件的直线运动1-7 在立式钻床上钻孔，其主运动和进给运动( ）。
①均由工件来完成②均由刀具来完成③分别由工件和刀具来完成④分别由刀具和工件来完成1-8 目前使用的复杂刀具的材料通常为（）.①硬质合金②金刚石③立方氮化硼④高速钢1—9 在背吃刀量p a和进给量f一定的条件下，切削厚度与切削宽度的比值取决于（）.①刀具前角②刀具后角③刀具主偏角④刀具副偏角1—10 垂直于过渡表面度量的切削层尺寸称为（)。
①切削层深度②切削层长度③切削层厚度④切削层宽度1—11 大锥度心轴限制（)个自由度。
① 2 ② 3 ③ 4 ④ 51-12 小锥度心轴限制（ ）个自由度。
① 2 ② 3 ③ 4 ④ 51—13 在球体上铣平面，要求保证尺寸H （习图2—1-13）,必须限制（ ）个自由度。
① 1 ② 2 ③ 3 ④ 4 1-14 在球体上铣平面,若采用习图2—1-14所示方法定位， 则实际限制（ ）个自由度。
① 1 ② 2 ③ 3 ④ 41—15 过正方体工件中心垂直于某一表面打一通孔，必须限制（ ）个自由度.① 2 ② 3 ③ 4 ④ 51-16 普通车床的主参数是（ )。
• 金属切削过程中的变形一、切屑的形成过程1．变形区的划分切削层金属形成切屑的过程就是在刀具的作用下发生变形的过程。
图2-10是在直角自由切削工件条件下观察绘制得到的金属切削滑移线和流线示意图。
流线表明被切削金属中的某一点在切削过程中流动的轨迹。
切削过程中，切削层金属的变形大致可划分为三个区域：（1）第一变形区从OA线开始发生塑性变形，到OM线金属晶粒的剪切滑移基本完成。
OA线和OM线之间的区域（图中Ⅰ区）称为第一变形区。
（2）第二变形区切屑沿前刀面排出时进一步受到前刀面的挤压和摩擦，使靠近前刀面处的金属纤维化，基本上和前刀面平行。
这一区域（图中Ⅱ区）称为第二变形区。
（3）第三变形区已加工表面受到切削刃钝圆部分和后刀面的挤压和摩擦，造成表层金属纤维化与加工硬化。
这一区（图中Ⅲ区）称为第三变形区。
在第一变形区内，变形的主要特征就是沿滑移线的剪切变形，以与随之产生的加工硬化。
OA称作始滑移线，OM称作终滑移线。
当金属沿滑移线发生剪切变形时，晶粒会伸长。
晶粒伸长的方向与滑移方向（即剪切面方向）是不重合的，它们成一夹角ψ。
在一般切削速度X围内，第一变形区的宽度仅为0．02－0．2mm，所以可以用一剪切面来表示（图2－12）。
剪切面与切削速度方向的夹角称作剪切角，以φ表示。
2．切屑的受力分析在直角自由切削的情况下，作用在切屑上的力有：前刀面上的法向力Fn和摩擦力Ff；剪切面上的正压力Fns和剪切力Fs；这两对力的合力互相平衡，如图2－14所示。
如用测力仪直接测得作用在刀具上的切削分力F c和F p，在忽略被切材料对刀具后刀面作用力的条件下，即可求得前刀面对切屑作用的摩擦角β，进而可近似求得前刀面与切屑间的摩擦系数μ。
二、切削变形程度切削变形程度有三种不同的表示方法，分述如下。
1．变形系数在切削过程中，刀具切下的切屑厚度h ch通常都大于工件切削层厚度h D，而切屑长度l ch却小于切削层长度l c。
切屑厚度h ch与切削层厚度h D之比称为厚度变形系数；而切削层长度与切屑长度之比称为长度变形系数。
切屑形成机理与切屑控制技术引言：在金属加工过程中，切割金属材料时产生的切屑往往会对加工表面质量、切削力和工具寿命等产生重要影响。
因此，研究切屑的形成机理及采取相应的切屑控制技术，对于提高金属加工的效率和质量具有重要意义。
本文将深入探讨切屑的形成机理，并介绍一些常见的切屑控制技术。
一、切屑形成机理切削过程中，切削刃对工件材料产生剪切作用，使其沿剪切面断裂形成切屑。
切屑形成的主要机理可以总结如下：1. 剪切切屑机制剪切切屑在主要为金属材料由剪切力沿着剪切面发生形变和破坏，最终形成顺着剪切面滑移的切屑。
这种切屑机制在高速切削中最为常见。
2. 挤压切屑机制挤压切屑机制主要适用于某些低可塑性金属材料，例如铸铁、铝合金等。
在切削过程中，由于材料可塑性较低，无法顺利地进行流动，使其在切削区域发生挤压而形成切屑。
3. 破碎切屑机制破碎切屑机制主要适用于一些硬度较高的材料，例如高速钢、硬质合金等。
在切削过程中，由于材料的硬度较大，切削刃与材料发生剪切作用时，材料很难产生滑移，而是发生局部破碎，最终形成破碎切屑。
二、切屑控制技术为了克服切屑对金属加工过程的不利影响，研究人员提出了多种切屑控制技术，并在实践中取得了显著的效果。
以下列举几种常见的切屑控制技术：1. 切向切削切向切削是一种通过增大切削刃的前微倒角来控制切屑形状的技术。
通过增大切削刃的前微倒角，可以使切削刃对工件材料施加的剪切力变小，从而减少切屑的形成。
2. 冷却润滑技术冷却润滑技术是通过在切削过程中对切削区域进行冷却和润滑，减少切削温度和摩擦，从而降低切削力和改善切屑的形成。
常用的冷却润滑技术包括切削液喷射冷却、切削油润滑等。
3. 切屑断裂技术切屑断裂技术是通过在切削过程中断裂切屑来改善切削效果。
在切削过程中，通过添加切削冲击、振动等外力，可以使切屑发生断裂，减少其长度和表面质量，从而提高切削效率。
4. 切削参数优化技术切削参数优化技术是通过调整切削参数，如进给速度、转速、切削深度等，来改善切屑形成和控制效果。
