1、MMT 第第 3章章 切削原理切削原理本章要点本章要点切屑的形成过程切削力及其影响因素切削热与切削温度积屑瘤、残余应力和加工硬化刀具磨损与刀具寿命切削用量的选择高速加工技术1MMT第第 3章章 切削原理切削原理Cutting Theory机械制造技术基础机械制造技术基础 3.1 切屑的形成过程切屑的形成过程Process of Chip Forming2MMT 3.1.1 金属切削过程的变形金属切削过程的变形 直角切削直角切削没有副刃参加切削，且 s = 0图 3-1 直角、斜角自由切削与不自由切削a） 直角切削 b） 斜角切削 c） 不自由切削3MMT 切屑的形成与切离过程，是切削层切屑的形
2、成与切离过程，是切削层受到刀具前刀面的挤压而产生以滑受到刀具前刀面的挤压而产生以滑移为主的塑性变形过程。移为主的塑性变形过程。FAB OM45a） 正挤压FAB OM45b） 偏挤压OMFc） 切削 正挤压：正挤压： 金属材料受挤压时，最大金属材料受挤压时，最大剪应力方向与作用力方向约成剪应力方向与作用力方向约成 45。 偏挤压：偏挤压： 金属材料一部分受挤压，金属材料一部分受挤压，OB线以下金属由于母体阻碍，不能线以下金属由于母体阻碍，不能沿沿 AB线滑移，而只能沿线滑移，而只能沿 OM线滑移。线滑移。 切削：切削： 与偏挤压情况类似。弹性变与偏挤压情况类似。弹性变形形 剪切应力增大，达到屈
3、服点剪切应力增大，达到屈服点 产产生塑性变形，沿生塑性变形，沿 OM线滑移线滑移 剪切应剪切应力与滑移量继续增大，达到断裂强度力与滑移量继续增大，达到断裂强度 切屑与母体脱离。切屑与母体脱离。 图 3-2 金属挤压与切削比较3.1.1 金属切削过程的变形金属切削过程的变形 挤压与切削挤压与切削4MMT图 3-3 切屑根部金相照片M刀具切屑OA终滑移线始滑移线： =s剪切角3.1.1 金属切削过程的变形金属切削过程的变形 金属切削变形过程金属切削变形过程5MMT 3.1.1 金属切削过程的变形金属切削过程的变形 金属切削变形过程金属切削变形过程图 3-4 切削变形实验设备与录像装置6MMT 第
4、变形区： 即剪切变形区，金属剪切滑移，成为切屑。金属切削过程的塑性变形主要集中于此区域。图 3-5 切削部位三个变形区 第 变形区： 已加工面受到后刀面挤压与摩擦，产生变形。此区变形是造成已加工面加工硬化和残余应力的主要原因。3.1.1 金属切削过程的变形金属切削过程的变形 三个变形区分析三个变形区分析 第 变形区： 靠近前刀面处切屑排出时受前刀面挤压与 摩擦。此变形区的变形是造成前刀面磨损和产生积屑瘤的主要原因。7MMT 3.1.2 切屑类型与变形系数切屑类型与变形系数 形成条件影响名称简图形态变形带状 ，底面光滑，背面呈毛茸状节状 ，底面光滑有裂纹，背面呈锯齿状 粒状 不规则 块状 颗粒剪
5、切滑移尚未达到断裂程度局部剪切应力达到断裂强度剪切应力完全达到断裂强度未经塑性变形即被挤裂加工塑性材料，切削速度较高，进给量较小， 刀具前角较大加工塑性材料，切削速度较低，进给量较大， 刀具前角较小工件材料硬度较高，韧性较低，切削速度较低加工硬脆材料， 刀具前角较小切削过程平稳，表面粗糙度小， 妨碍切削工作，应设法断屑切削过程欠平稳，表面粗糙度欠佳切削力波动较大，切削过程不平稳，表面粗糙度不佳切削力波动大，有冲击，表面粗糙度恶劣，易崩刀带状切屑 挤裂切屑 单元切屑 崩碎切屑表 3-1 切屑类型及形成条件8MMT 3.1.2 切屑类型与变形系数切屑类型与变形系数 切屑类型切屑类型带状切屑 Real 挤裂切屑 Real单元切屑 Real 崩碎切屑 Real图 3-6 切屑形态照片 9MMT 3.1.2 切屑类型与变形系数切屑类型与变形系数 切屑控制切屑控制v 为使切削过程正常进行和保证已加工表面质量，应使切屑卷曲和折断。v 切屑的卷曲是切屑基本变形或经过卷屑槽使之产生附加变形的结果（图 3-7）图 3-7 切屑的卷曲 图 3-8 断屑的产生v断屑是对已变形的切屑再附加一次变形（常需有断屑装置，图 3-8） 10
