切屑的种类及形成.
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机械制造技术切削过程切削过程切削过程是刀具从工件表面上切除多余材料,从切屑形成开始到已加工表面形成为止的完整过程。
一、切屑的形成过程在刀具的作用下,切削层金属经过一个复杂的过程变成切屑。
在这一过程中,切削层的形态发生了变化。
产生这一变化的根本原因是切削层金属在刀具的作用下产生老变形,这就是切削过程中的变形。
伴随切削过程的变形,出现一系列的物理现象,如切削力、切削热、切削温度、刀具磨损、积屑瘤等。
切削过程的变形是研究切削过程的基础。
图1 塑性金属材料的剪切破坏 削过程三个变形区图1所示模型说明了切削过程的变形。
塑性金属材料在刀具的作用下,沿与作用力成45o 的方向产生剪切滑移变形,当变形达到一定极限值时,就会沿着变形方向产生剪切滑移破坏。
若刀具连续运动,虚线以上的材料就会在刀具的作用下与下方材料分离。
金属切削过程与上述过程基本相似。
如图2所示,在刀具的作用下,切削层金属经过复杂的变形后与工件基体材料分离形成了切屑。
这一过程中产生的变形可以划分为三个区域,即三个变形区,它们是位于切削刃前OAM之间的第I变形区、靠近前刀面的第II变形区和位于后刀面附近的第III变形区。
图2 切削过程三个变形区(1) 第一(Ⅰ)变形区切削层金属从开始塑性变形到剪切滑移基本完成的过程区,也就是图3所示OA与OM之间的区域就是第一(Ⅰ)变形区。
图3 金属切削过程的三个变形区金属材料在OA线以左发生弹性变形。
在OA线上,材料的剪应力达到屈服强度τs,开始塑性变形,产生滑移,OA称为始滑移线。
随着刀具的连续移动,原来处于滑移线上的金属不断向刀具靠拢,应力和变形也逐渐增大,达到OM线时,应力和变形达到最大值。
超过OM线,切削层金属将沿前刀面流出,形成切屑,完成切离。
OM线称为终滑移线。
OA线和OM线之间的区域是塑性变形区域。
第一变形区是金属切削变形过程中最大的变形区,在这个区域内,金属将产生大量的切削热,并消耗大部分功率。
此区域较窄,宽度仅0.02~0.2mm。
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切屑种类
(1)带状切屑这是最常见的一种切屑,外形连续不断呈带状,底面光滑。
背面呈毛茸状。
一般以大前角的刀具、较高的切削速度和较小的进给璧切削塑性材料时,形成此类切屑。
其最大的优点是切削过程平稳.切削力变化小,加工表面粗糙度小。
但切屑连续容易产生缠绕.划伤已加工表面,因此耍采取断屑措施。
(2)挤裂(节状)切屑切屑接触面有裂纹,外表面呈锯齿形。
常在以较小前角的刀具.低速和较大进给量切削中等硬度的钢材时产生。
形成挤裂切屑时,切削力会产生一定的波动,造成切削过程不平稳,使加工表面较粗糙。
(3)单元(粒状)切屁在挤裂切屑产生的前提下,当切削速度进一步降低、进给量进一步增大、前角进一步减小时,挤裂切屑的裂纹将会扩展到整个断面上.整个变形单元则被分离,成为梯形的单元切屑。
此时,切削过程更不稳定,加工表面更粗糙。
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机械加工切屑形成过程及种类机械加工是指利用机床进行金属材料切削、锉削、抛光等工艺,将工件加工成所需形状和尺寸的加工方法。
在机械加工过程中,由于工具与工件之间的相对运动,会产生切屑。
切屑是指在机械加工过程中,由于切削力的作用和切削部分和工件材料之间的摩擦力的作用,使金属材料脱离工件而形成的废料。
1.切削过程:在机械加工过程中,工具相对于工件进行切削。
切削过程是切屑形成的起点。
切削过程中切削刀具与工件的摩擦力和切削力作用于工件上。
2.金属切错:由于切削刀具和工件的相互作用力,金属材料会发生切削变形,切削很薄的切片和切削薄片之间的间距,即切削错觉。
这种切削错觉会导致材料分离和产生切削切,形成切削筹码。
3.切削筹码分离:随着切削过程的进行,切削刃不断深入工件的表面,形成足够深度的切削面。
在切削过程中,切削筹码被切削刃压向后方,并在切削刃之后分离。
4.切屑形成:随着切削刃逐渐深入工件,切削刃与工件接触的接触面积逐渐增加。
切削刃生成的切削面与工件表面接触,金属材料开始被分离,形成切插和切插在切削刃上的切插形成切屑。
切屑根据其形状和特点可以分为以下几类:1.螺旋卷屑:螺旋卷屑是机械加工中最常见的切屑形式之一、它的形状类似于螺旋形。
螺旋卷屑形成是因为切削刃与工件表面之间的摩擦力和切削力,使金属材料呈螺旋形状被分离。
2.螺纹形卷屑:螺纹形卷屑与螺旋卷屑类似,但具有螺纹形状。
螺纹形卷屑主要在对内螺纹切削中产生。
3.花形卷屑:花形卷屑是螺旋卷屑的一种特殊形式。
它的形状类似于花瓣,具有很高的韧性和弯曲性。
花形卷屑主要在刃具前部有圆角的切削中产生。
4.细末卷屑:细末卷屑是切削薄片脱离工件表面时变形和分离的结果。
这种切屑形态常见于高速切削和高速铣削等加工过程。
5.碎屑:碎屑是在没有明显的切削形状的情况下产生的废料。
碎屑主要在金属材料脆性较高时产生。
总结起来,机械加工切屑的形成过程可以概括为切削过程、金属切错、切削筹码分离和切屑形成。
车削加工切屑形状分析及合理断屑方法摘要:车削加工过程中产生连续不断的带状切屑,不仅容易划伤工件的加工表面、损坏刀刃,严重时还会影响安全生产。
本文探讨通过采取一定的工艺方法来改变切削加工的条件,从而改变切屑种类实现有效断屑的方法。
关键词:车削加工?切削形状?分析?断屑?方法一、切屑形状分析在切削时由于材料塑性变形程度的不同,就会产生不同形状的切屑。
加工塑性材料时,主要形成带状切屑、节状切屑或粒状切屑;加工脆性材料时,一般形成崩碎状切屑。
带状切屑是一种连续不断的、底面光滑且背面呈毛刺状的切屑,当采用具有较大前角的刀具以较高的切削速度加工塑性金属材料时,易产生这种切屑。
它是切削层未充分变形的产物。
在产生带状切屑时,由于切削过程比较平稳,工件已加工表面粗糙度较小,使切屑不易折断,这样往往会引起缠绕,因此拉毛工件,甚至影响车削。
节状切屑是一种底面光滑、背面有明显裂纹且裂纹较深的切屑。
当采用具有减小前角的刀具,以较低的切削速度加工塑性金属材料时,易产生这种切屑。
它是切屑层较为充分变形的产物,已达到剪裂程度。
在产生节状切屑时,切屑工作不平稳,工件已加工表面粗糙度较大。
粒状切屑是一种均匀的颗粒状切屑。
当使用具有较小前角的刀具,以很低的切削速度加工塑性金属材料时,易产生这种切屑。
它是切削层充分变形的产物,其材料已产生剪切破坏,已使切屑沿厚度断裂。
在产生粒状切屑时,切削工作不平稳,工件已加工表面粗糙度大。
崩碎状切屑是一种不规则的细粒状切屑。
它是在切削脆性材料时,切削层弹性变形,几乎不经过塑性变形阶段,经突然崩裂而产生的切屑。
在产生崩碎状切屑时,切削工作不稳定,刀刃受到较大的冲击力,工件已加工表面粗糙不平。
切屑的形状随工件材料和切削条件的不同而不同。
因此,在加工过程中,我们可以通过观察切屑的形状来判断切屑条件是否合适,也可以通过转化切削条件改变切屑的形状,改进加工方法。
二、断屑方法切屑断与不断的根本原因在于切屑形成过程中材料的变形和所受应力的大小。
常见铁屑类型
铁屑是金属类的切屑,常见于机加工生产过程中。
根据不同的分类标准,铁屑可以分为以下几种类型:
1. 按形态分类:
* 颗粒状铁屑:大小类似于指甲盖。
* 刨花卷料铁屑:形状类似于头发丝。
* 螺旋形铁屑:常见于车削钢材时,由于车床刀具与工件的配合间隙较小,切削刃进给量较小,出现了大量的摩擦,从而使铁屑不断弯曲、交织成螺旋形状。
2. 按产生方式分类:
* 冷却剂铁屑:车床在使用过程中,冷却液与铁屑混合产生的一种铁屑。
冷却液一般用于冷却和润滑车床刀具和工件,但由于冷却液与铁屑混合,容易形成污垢和沉积物,会影响车床的正常工作。
3. 按尺寸分类:
* 铁粉:含有铁元素的粉末,是从铁矿石中选出的铁精矿,是粉末冶金的主要原料。
根据颗粒大小,习惯上分为粗粉、中粉、细粉、超细粉五个等级。
请注意,处理铁屑时应采取适当的措施,以避免对环境造成污染,同时确保工人的安全。
如需了解更多关于铁屑的信息,建议咨询相关领域的专家。
切屑的种类及形成
一、带状切屑
带状切屑是最常见的—种切屑。
它的内表面是光滑的,外表面是毛茸状的;如用显微镜观察,在侧面上也可以看到剪切面的条纹,但每个层片薄,肉眼看起来大体是平整的。
一般加工塑性金属材料,切削厚度较小,切削速度较高,刀具前角较大,得到的往往是这类切屑。
它的切削过程比较平稳,切削力波动较小,已加工表面粗糙度较小。
二、节状切屑
节状切屑,又称挤裂切屑,和带状切屑不同之处在于外弧表面成锯齿形,内弧表面有时有裂纹。
这种切屑大都在切削速度较低、切屑厚度较大的情况下产生。
三、粒状切屑(单元切削)
当切屑形成时,如果整个剪切面上剪应力超过了材料的破裂强度,则整个单元被切离,成为梯形的粒状切屑。
由于各粒形状相似,所以又叫单元切屑。
四、崩碎切屑
切削脆性金属时,由于材料的塑性很小、抗拉强度较低,刀具切入后,切削层内靠近切削刃和前刀面的局部金属末经明显的塑性变形就在张应力状态下脆断,形成不规则的碎块状切屑,同时使工件加工表面凹凸不平。
工件材料越是硬脆,切削厚度越大时,越容易产生这类切屑。
前三种切屑是切削塑性金属时得到的。
形成带状切屑时切削过程最平稳,切削力的波动最小,形成粒状切屑时切削力波动最大。
在生产中—般最常见到的是带状切屑;当切削厚度大时,则得到节状切屑,单元切屑比较少见。
在形成节状切屑的情况下,改变切削条件:进一步减小前角,或加大切削厚度,就可以得到单元切屑;反之,如加大前角,提高切削速度,减小切削厚度,则可得到带状切屑。
这说明切屑的形态是可以随切削条件而转化的。