金属切削过程及其物理现象
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第十二章切削加工基础知识一、教学组织1.复习提问10分钟2.讲解75分钟3.小结5分钟二、教学内容第一节切削加工概述一、切削加工的实质和分类♦切削加工是指利用切削工具从工件上切除多余材料,获得符合预定技术要求的零件或半成品的加工方法。
切削加工包括机械加工和钳工加工两种,其主要形式有:车削、钻削、刨削、铣削、磨削、齿轮加工以及钳工等。
二、切削加工在工业生产中的地位及特点(1)切削加工可获得相当高的尺寸精度和较小的表面粗糙度参数值。
(2)切削加工几乎不受零件的材料、尺寸和质量的限制。
第二节切削运动与切削用量一、切削运动♦在切削过程中,加工刀具与工件间的相对运动,就是切削运动。
切削运动包括主运动和进给运动两个基本运动。
1.主运动♦主运动是由机床或人力提供的主要运动,它促使刀具和工件之间产生相对运动,从而使刀具前面接近工件。
主运动可以是旋转运动,也可以是直线运动。
多数机床的主运动为旋转运动,如车削、钻削、铣削、磨削中的主运动均为旋转运动。
2.进给运动♦进给运动是由机床或人力提供的运动,它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屑,并获得具有所需几何特性的已加工表面。
进给运动有直线、圆周及曲线进给之分。
直线进给又有纵向、横向、斜向三种。
任何切削过程必须有一个,也只有一个主运动。
进给运动则可能有一个或几个。
主运动和进给运动可以由刀具、工件分别来完成,也可以是由刀具单独完成。
二、切削用量切削用量要素包括切削速度、进给量和背吃刀量三个要素。
要完成切削,三者缺一不可,故又称为切削用量三要素。
♦待加工表面──工件上有待切除的表面;♦已加工表面──工件上经刀具切削后产生的表面;♦过渡表面──工件上由切削刃形成的那部分表面,它是待加工表面和已加工表面之间的过渡表面。
1.切削速度υc♦切削速度是指切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度,单位为m/s 。
2.进给量f♦进给量是指主运动的一个循环内(一转或一次往复行程)刀具在进给方向上相对工件的位移量。
a2-1.金属切削过程有和特征?用什么参数来表示和比较?p答:金属切削过程是指刀具与工件相互作用形成切屑的过程。
在这一过程中会出现许多物理现象:如切削刀,切削热,积屑瘤,刀具磨损和加工硬化等。
切削要素包括切削用量和切削层几何参数:切削用量:1.切削速度V 2.进给量f 3.背吃刀量a切削层几何参数1.切削宽度a 2切削厚度a 3切削面积A2-2.切削过程的三个变形区各有何特点?他们之间有什么关联?答:第一变形区,﹙基本变形区﹚.变形量最大。
常用它来说明切削过程的变形情况.第二变形区,﹙摩擦变形区﹚.切屑形成后与前面之间存在压力.所以沿前面流出时必然有很大的摩擦.因而使切屑底层又一次产生塑性变形。
第三变性区﹙加工表面变形区﹚:工件已加工表面与后面接触的区域.产生加工硬化这三个变形区汇集在切削刀附近.此处的应力比较集中而且复杂.金属的被切削层就在此处与工件基本发生分离.大部分变形切屑.很小一部分留在已加工表面上。
2-3分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响。
生产中最有效的控制积屑瘤的手段是什么?答:产生的原因:在切削速度不高而又能形成连续切屑情况下。
加工一般钢料或其它塑性材料时。
常常在道具前面粘着一块剖面有时呈三角状的硬块。
在处于比较稳定的状态时。
能够代替切削刀进行切削。
影响:引起道具实际角度的变化,如可增大前角,延长道具寿命等。
积屑瘤不稳定,增大到一定程度后破碎。
容易嵌入已加工表面内,增大表面粗糙度值。
手段1.降低切削速度,使温度降低,不易粘结。
2.增加切削速度,使温度高于产生切屑瘤的温度。
3.采用润滑性比较好的切屑液。
4.增大切屑前角,有效降低铁屑和前刀面挤切。
5.适当提高工件硬度,减小加工硬化。
2-4有区别切屑形成后与前面之间存在压力。
所以沿前面流出时必有很大的摩擦,因而使切屑层又一次产生塑性变形,而一般刚体之间的滑动摩擦是两刚体之间的相对运动引起的。
2-5道具要从工件上切下金属,必须具有一定的切削速度,也正是由于切削角度才决定了道具切削部分各表面的空间位置。