第二章金属切削过程的基本规律

金属切削过程的基本规律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，以及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。

在一般切削速度范围内，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υ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。

第一章 金属切削基础1.基本知识：①工件上的加工表面：3个不断变化着的表面 (1) 待加工表面。

工件上行将被切除的表面。

(2) 已加工表面。

工件上经刀具切削后产生的新表面。

(3) 过渡表面。

工件上由切削刃正在切削着的表面，位于待加 工表面和已加工表面之间，也称作加工表面或切削表面。

②切削运动：直接完成切除加工余量任务，形成所需零件表面的运动包括主运动和进给运动（合成切削运动）主运动及进给运动：可能是连续，也可能是间歇的；可能是直线运动，也可能是回转运动；可由刀具和工件分别完成(如车削和刨削)，也可由刀具单独完成(如钻孔)，但很少由工件单独完成；可以同时进行(如车削、钻削)，也可以交替进行(如刨平面、插键槽)；③切削用量：切削用量用来定量描述主运动、进给运动和投入切削的加工余量（切削层）厚度。

切削速度：刀刃上选定点的主运动的线速度 单位：m/s 或m/min当主运动为旋转运动时，可按右式计算 切削刃上各点的切削速度是不同的进给量：主运动的每一转或每一行程，刀具和工件沿进给运动方向的相对位移量称。

znf fn v Z f ==背吃刀量：工件上已加工表面和待加工表面间的距离切削用量三要素：切削速度；进给量；背吃刀量2.金属切削刀具的几何参数①刀具切削部分的结构要素：刀具组成：夹持部分（刀柄）；切削部分（刀头） 切削部分组成：三面、两刃、一尖②切削平面切削角度分析：参考PPT1000dnv π=第二章金属切削的基本规律及其应用1.切屑的种类及其变化①分类：带状切屑；底面光滑，背面呈毛茸状挤裂切屑；底面光滑有裂纹，背面呈锯齿状节状切屑；底面已不光滑，呈粒状金属块的堆砌崩碎切屑：不规则块状颗粒②影响切屑形状的因素：工件材料、切削速度、进给量、刀具角度③切屑形状对加工过程的影响：切削过程平稳性、表面质量④切屑控制：卷曲和折断2.切削层金属的变形①三个变形区②变形程度的表示：变形系数；剪切角；剪应变变形系数PS：能表示变形程度的参数：切屑形态（方便、定性）；剪切角（定量）；变形系数（纯挤压，易测）；剪应变（纯剪切，较合理，忽略挤压）③刀—屑接触区的变形与摩擦第二变形区特征:切屑底层晶粒纤维化,流速减慢,甚至滞留。

机械制造技术基础-第—版--- 吕明主编---习题答案第一章金属切削过程的基础知识一.单项选择1.进给运动通常是机床中（）Oa）切削运动中消耗功率最多的：b）切削运动中速度最高的运动；c）不断地把切削层投入切削的运动；d）使工件或刀具进入1E确加工位置的运动。

2•在外圆磨床上磨削工件外圆表面，其上运动是（）o a）砂轮的回转运动，b）工件的回转运动，c）砂轮的H线运动，d）工件的直线运动。

3.在立式钻床上钻孔，其上运动和进给运动（）o町均山工件来完成：b）均由刀具来完成：c）分别由T•件和刀具來完成；d）分别由刀具和工件來完成。

4.背吃刀量作是指上刀刃与工件切削表面接触长度（）。

a）在切削平面的法线方向上测届的值；b）止交平面的法线方向上测量的值；c）在基而上的投影值:d）在上运动及进给运动方向所组成的平面的法线方向上测届的值。

5.在背吃刀暈作和进给屋f 一定的条件卜，切削厚度与切削宽度的比值取决于（）oa）刀具询角；b）刀具后角；c）刀具上偏角；d）刀具副偏角。

6.垂直于过渡表面度鼠的切削层尺寸称为（）。

a）切削深度，b）切削氏度，c）切削厚度，d）切削宽度。

7.通过切削刃选定点，垂直于上运动方向的平而称为（九a）切削半面，b）进给平面，c）基面，d）主剖面。

&在正交平面内度量的基而与前刀而的夹角为（）oa）前角，b）后角，c）主偏角，d）刃倾角.9.刃倾角是上切削刃与（）之间的夹角。

a）切削平而，b）基面，c）上运动方向，d）进给方向11.用硬质合金刀具对碳素钢工件进行精加匸时，应选择刀具材料的牌号为（）oa） YT30. b） YT5, c） YG3, d） YG8.三.分析1.图1所示为在车床上车孔示意图，试在图中标岀刀具前角、后角、上角、副偏角和刃倾角。

第二章金属切削过程的基本规律及其应用3.靠询刀面处的变形区域称为_______ 变形区，这个变形区上要集中在和前刀面接触的切M底面一薄层金属内。

第一章金属切削基础一. 单项选择1. 进给运动通常是机床中（）。

a) 切削运动中速度最高的运动,b) 切削运动中消耗功率最多的,c) 不断地把切削层投入切削的运动,d) 使工件或刀具进入正确加工位置的运动。

2. 在外圆磨床上磨削工件外圆表面，其主运动是（）。

a) 砂轮的直线运动，b) 工件的回转运动，c) 砂轮的回转运动，d) 工件的直线运动。

3. 在立式钻床上钻孔，其主运动和进给运动（）。

a) 均由工件来完成,b) 均由刀具来完成,c) 分别由工件和刀具来完成,d) 分别由刀具和工件来完成。

4. 背吃刀量a p 是指主刀刃与工件切削表面接触长度（）。

a) 在切削平面的法线方向上测量的值；b) 正交平面的法线方向上测量的值；c) 在基面上的投影值；d) 在主运动及进给运动方向所组成的平面的法线方向上测量的值。

5. 垂直于过渡表面度量的切削层尺寸称为（）。

a) 切削深度，b) 切削长度，c) 切削厚度，d) 切削宽度。

6. 在背吃刀量a p 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（）。

a) 刀具前角；b) 刀具后角；c) 刀具主偏角；d) 刀具副偏角。

7. 通过切削刃选定点，垂直于主运动方向的平面称为（）。

a) 切削平面，b) 进给平面，c) 基面，d) 主剖面。

8. 在正交平面内度量的基面与前刀面的夹角为（）。

a) 前角,b) 后角,c) 主偏角,d) 刃倾角.9. 刃倾角是主切削刃与（）之间的夹角。

a) 切削平面,c) 主运动方向,d) 进给方向10. 车削加工时，车刀的工作前角（）车刀标注前角。

a) 大于,b) 等于,c) 小于,d) 有时大于、有时小于11. 用硬质合金刀具对碳素钢工件进行精加工时，应选择刀具材料的牌号为（）。

a) YT30,b) YT5,c) YG3,d) YG8 .二. 多项选择1. 主运动和进给运动可以（）来完成。

a) 单独由工件,b)单独由刀具,c) 分别由工件和刀具,d) 分别由刀具和工件2. 实现切削加工的基本运动是（）。

《机械制造技术基础》课程教学大纲课程名称：机械制造技术基础（英文）Fundamentals of machinery manufacture technology 课程性质：必修课适用层次：函授专升本学时：56 学分：3.5一、课程的作用、地位和任务1、课程作用：该课程机械工程学科的一门学科基础课程。

其任务是使学生初步具有正确选材和合理安排工艺方案的能力，掌握金属加工工艺的基础知识，为学习其他课程和从事生产技术工作打好必要的基础。

2、教学方法：课堂讲课与金工实习相结合3、课程学习目标和基本要求：（1）以金属切削理论为基础，要求掌握金属切削的基本原理和基本知识，并具有根据具体情况合理选择加工方法（机床、刀具、切削用量、切削液等）的初步能力；（2）掌握机械加工的基础理论和知识：如定位理论、工艺尺寸链理论、加工精度理论等。

（3）了解影响加工质量的各种因素，学会分析研究加工质量的方法；（4）学会制定零件机械加工工艺过程的方法；（5）了解机床夹具设计的基本原理和方法。

4、课程类型：专业课5、先修课程：机械工程材料、互换性与测量技术二、课程内容和要求（一）理论教学第一章金属切削过程的基本知识。

第二章金属切削过程的基本规律及其应用。

第三章金属切削机床与刀具。

第四章机械加工工艺规程的制定。

第五章机床夹具设计原理。

第六章机械加工精度。

第七章机械加工表面质量。

第八章机械装配工艺。

要求学生基本了解和掌握上述内容。

1、实习上课前，学生已经在自己工作的工厂进行过各种生产实习，即金工实习。

要求学生在生产过程中结合理论教学进行，金工实习项目和要求如下：三、学时分配表四、考核的内容及要求1．课程考核应掌握的知识点和技能：见“课程内容和要求”2．考试形式：闭卷笔试3．试卷结构（1）题型：单选题（20分），多选题（15分），判断题（20分），问答题（25分）应用题（20分）；（2）题目难易比例：容易占40%，中等占40%，难题占20%。