切屑的形成过程ppt课件

切屑的形成是金属切削过程中的重要现象，使之发生弹性形变，但此时并未形成切屑。随着切削力的继续作用，进入塑性变形阶段，工件材料开始发生塑性流动，形成连续的切屑。接下来是挤裂阶段，由于切削力的进一步增大和工件材料的内部应力，切屑开始产生裂纹并逐渐扩展。最后是切离阶段，切屑在裂纹扩展到一定程度后从工件上断裂分离，完成整个切屑形成过程。每个阶段都有其特定的物理现象和影响因素，对切削加工的质量和效率具有重要影响。

图2-6 积屑瘤、切屑及加工表面硬度
3.控制积屑瘤产生的措施
(1)避开容易产生积屑瘤的切削速度范围 当工件材料一定时 ，切削速度是影响积屑瘤的主要因素。 (2)降低材料塑性 工件材料塑性越大，刀具与切屑之间的平 均摩擦因数增加，越容易生成积屑瘤。 (3)合理使用切削液 使用切削液可降低切削温度，减少摩擦 ，因此，可抑制积屑瘤的产生。 (4)增大刀具前角、提高刀具刃磨质量 刀具前角的增大，可 以减少切屑变形和切削力，降低切削温度，因此，增大前角能 抑制积屑瘤的产生。
2.切削用量的影响
(1)背吃刀量和进给量 背吃刀量ap或进给量f加大，均使切削 力增大，但两者的影响程度不同。 (2)切削速度 加工塑性金属时，在中速和高速下，切削力一 般随着vc的增大而减小。
3.刀具几何参数的影响
(1)前角 前角γ0加大，使切屑变形减小，因此切削力下降。 (2)负倒棱 在锋利的切削刃上磨出负倒棱，可以提高刃区的 强度，从而提高刀具使用寿命，但使切削变形加大，切削力增 加。 (3)主偏角 主偏角κr对主切削力影响较小，主要影响切削力的 作用方向，即影响Fp与Ff的比值。 (4)刃倾角 刃倾角对主切削力Fc的影响甚微；对Fp的影响较 大。 (5)刀尖圆弧半径 刀尖圆弧半径rε对Fp、Ff的影响较大，对Fc 的影响较小。
2.1.1 切屑的形成过程及变形区的划分
变形的主要特征：
• 剪切滑移变形
• 加工硬化
图2-1 第一变形区金属的滑移
2.1.1 切屑的形成过程及变形区的划分
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Βιβλιοθήκη 金属纤 维化，基本与前刀面平行。图2-3 加工表面的形成和变形
2.1.2 变形系数
3 P F 10 c c c

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积屑瘤产生及高度与被加工材料的性质、 刃前区的温度、压力分布有关。 • 塑性材料的加工硬化倾向余强，易产生 积屑瘤；温度、压力低不易产生积屑瘤； 温度、压力很高时也不易产生积屑瘤。
• 3、积屑瘤对切削加工的影响 • 积屑瘤硬度高于被加工材料，可替代
切削刃切削，但它影响前角和刀尖尺寸， 影响质量。 • （1）、实际前角增大，切削力减小； • （2）、使切削深度增加，深度值产生变化， 容易产生振动； • （3）、使加工表面粗超度增大； • （4）、影响刀具耐用度。
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• 4、积屑瘤的控制 • 影响因素：材料力学性能、切削速度、
冷却润滑条件。 • 精加工条件下防止积屑瘤措施： • （1）、低速、低温或高速、高温； • （2）、润滑，使用具有良好润滑性能的切 削液，减少摩擦； • （3）、增大前角，减小接触区的压力； • （4）、提高材料的硬度，减小加工硬化倾 向。
• 第三章 切屑的形成 • §3—1 切屑的形成过程 • 金属受切削力的作用，首先弹性变形，压力
达到屈服极限，产生塑性变形，达到断裂强度， 金属被挤裂，沿前刀面流出。 • 材料受刀具前刀面的挤压产生以晶格滑移为 主要变形特征的变形。
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实际切削理论将材料变形区分成3个变形 区。 • 第一变形区—切削层受到前刀面挤压而产 生的剪切区。 • 第二变形区—切屑流出受前刀面挤压、摩 擦而产生的变形区。 • 第三变形区—材料受刀具圆角挤压而产生 的变形区。
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Fr是Fn 、 Ff的合力，在主应力方向； Fs是剪切面上的剪切力，夹角为、π/4 • 作用角ω= π/4- υ • ω—Fr与切削速度方向间的夹角。
• 结论： • （1）、r0增大、υ增大变形小； • （2）、β增大、 υ减小变形小； • 3、前刀面上的摩擦 • 塑性材料切削，切屑与前刀面之间压力

二、切屑力的产生
1、来自工件的切削力： 工件材料被切过程中所 发生的弹性变形和塑性 变形的抗力。
2、来自切屑的切屑力： 切屑对刀具前刀面的摩 擦力和加工表面对刀具 后刀面的摩擦力。
三．切削合力及分解和切削功率
FF FFF F
2
c
2
N
2 2 2
CP f
Fp=FNcosKr;
Ff =FNsinkr
（二）、切屑的形状
1、切屑形状的分类
切屑的形状大体有带 状屑、C型屑、崩碎屑、 螺卷屑、长紧卷屑、 发条状屑、宝塔状屑 等
三、积屑瘤现象
1．积屑瘤的现象
积屑瘤：切削塑性金属时，在一定的切削条件下，常常 有一些从切屑和工件上来的金属冷焊并层积在前刀面上， 形成一个非常坚硬的金属堆积物，能够代替刀刃进行切 削，并且以一定频率生长和脱落。这种堆积物称为积屑 瘤。
过程。
切削层受到刀具前
刀面与切削刃的挤压作
用下，使近切削刃出的
金属先产生弹性变形，
继而塑性变形，在这同
时金属晶格产生滑移。
左图是取金属内部质点
P来分析滑移 过程。
2、第二变形区
（挤压摩擦区）
经过第一变形区后，形成的切屑沿前刀面方向排出， 还必须克服刀具前刀面对切屑的挤压与摩擦。因此，在该 区域内金属变形特点就是切屑在前刀面上发生的摩擦挤压 变形，这个变形主要集中在与前刀面接触的切屑底部一薄 层金属内，这部分金属的晶粒在沿前刀面的方向被拉长， 成纤维化，基本与前刀面平行。另外，由于切屑层底层受 前刀面的挤压而膨胀，使切屑背向前刀面卷曲，最后在某 一点开始与前刀面脱离接触。
Ⅱ区：形成带状切屑，冷焊条件逐 渐形成，随着切削速度的提高积屑 瘤也增大。