金属切削刀具个人整理 - 图文

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剪切角?=450-（?-?0）

结论： （1）当γo增大时，Φ角增大，变形减少。 （2）当β增大时，Φ角减少，变形增大。 两公式不完全相同，原因如下： 1.刀具钝圆半径rn的存在影响Φ的大小 2.剪切面不是平面，而是有一定宽度的变形区 3.金属内部杂质缺陷对变形有影响 4.用平均β (μ)表示刀—屑摩擦与实际不符 一、带状切屑： 加工塑性材料 hD小，Vc高，γ。 ↑ 二、节状切屑（挤裂）： 加工塑性材料. hD↑，Vc↓，γ。↓ 三、粒状切屑（单元）： 加工塑性材料,hD变大， vc变小，γ。变小 四、崩碎切屑：切削脆性材料

为什么前刀面的摩擦不符合古典滑动摩擦法则？ 古典滑动摩擦法则：两个接触并相对运动的物体其受摩擦力与正

压力成正比，与接触面积无关。即：f?F??，?=c是常数。

滑动摩擦是不断更换冷焊结的过程，冷焊结被剪形成抗剪力，即为摩擦力的一部分。摩擦力为F???A

实验表明，前区摩擦系数占全部85%故不服从古典摩擦法则

什么是积屑瘤？积屑瘤是切削堆积在刀具前面近切削刃处的一个

硬楔块，他是在第二变形区内，是由摩擦和变形形成的物理现象。

直接原因：前刀面上刀——屑摩擦，受三个方面影响：（1）机械

作用（2）热作用（3）化学作用。刀-屑因摩擦而生热近而导致粘

结(冷焊)现象。形成条件：1.基本条件：切削塑性材料——形成带

状切屑2.生存条件：积屑瘤本身应具备有一定的硬度（1）与工件

材料有关（2）与温度有关。

对切削过程的影响：1.保护刀具 2.增大刀具前角3.增长切削深度

4.增长已加工表面粗糙度①犁沟 ②碎片嵌入已加工表面③破裂易

切削易振动。

抑制措施：1原则 ①控制Vc和θ②控制工件材料的机械性能

2措施（1）Vc↑或Vc↓（2）采用切削液（3）提高工件材料的

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tan?i?tan?0sini?tan?scosicot?i?cot?0sini?tan?scosi

硬度（4）增大刀具前角（5）人工加热切削区

影响切削变形的因素 刀具前角和切削速度是如何影响切削变形的？ 1.工件材料：（1）工件强度和硬度越大，变形系数Λh越小， 摩擦系数越小，刀-屑接触长度越小。 2.刀具前角 前角γ。越大，变形系数越小。 前角比较小的时候，被切削金属变形比较大， 切削力大，如果前角增大，被切削金属变形 减少，可以使切削力有所下降。另外前角增 大，产生的切削热也会相应减少。积屑瘤可 增大刀具实际的工作前角，使切削力减少， 相应的变形减少，但积屑瘤会影响工件表面 质量。（5m/min以下）切削，避免积屑瘤。 、主切削力Fz（Fc）—垂直于Pr与Vc一致。是计算车刀强度，设计机床零件、确定机床功率的主要依据。 1 、背向力Fy（Fp）—在Pr内，与f方向垂直。是用来确定与工件加工精度有关的工件挠度，计算车刀强度和2 机床零件强度。在切削过程中易产生振动。 、进给力Fx（Ff）—在Pr内，与f方向平行，且与f方向相反。设计进给机构，计算车刀进给功率的主要依据 3 F?Fc?FD2?Fc2?Fp2?Ff2 ※Fp?FDcos?r,Ff?FDsin?r 一般：Fc最大，Fp、Ff较小 Fp=（0.15—0.7）Fc Ff=（0.1—0.6）Fc n?Λh2?2Λhsinγo?1??Λh?sinγo? ??Ω?tgχ??? Fc??shDbD? ??1.4?h?C Λcosγcosγhoo??? ? Fc??shDbD(1.4?h?C)??sapf(1.4?h?C) 影响切削力的因素很多，主要是工件材料、切削用量、刀具几何参数及刀具磨损等。 分析思路：抓住相关公式。 ??tan?0costan?0（?r+?r?）?tan?ssin（?r+?r?）一、工件材料 tan?s??tan?0sin（?r+?r?）?tan?scos（?r+?r?）1 工件强度、硬度↑→F↑ 同一材料,热处理状态不同时,淬火钢＞调质钢＞正火钢; 2 强度硬度相同，强化系数n↑→Fc↑ 奥氏体不锈钢:强度和硬度不高,但强化系数n大,切削力大; 3 脆性材料小于塑性材料 钢＞铸铁 二、切削用量的影响1.切深：ap ap↑→Fc↑成正比2.进给量（f）: f ↑→Fc↑ 不成正比 3 、切削速度Vc（1）切削塑性材料时 （ 2）切削脆性材料时，Vc对Fc无明显影响 三、刀具几何参数 1. 前角：γO↑→ F ↓ 图 2.负倒棱：使Λh ↑→Fc↑ 图 如图4—16所示 3.（1）加工塑性材料时：1）主偏角对主切削力的影响 主偏角： a）主偏角↑→ Fc ↓ b）Fc减到最小值，进一步增大主偏角, Fc↑ 2 ）主偏角对进给力和背向力的影响 主偏角↑→Ff↑,Fp ↓，对工艺系统刚度不好时，应取大值

切削热的产生和传出 1.产生：①切削层金属弹、塑性变形 ②切削与前刀面、工件与后刀面摩擦 单位时间内的切削热：θ=Fc﹒Vc 2.传出：切削. 工件. 刀具. 周围介质 分析： （1）工件材料导热系数高，切削区温度降低 （2）刀具材料导热系数高，切削区温度降低 （3）冷却液可大大降低切削区温度 影响切削温度的主要因素析 x?（一）切削用量对切削温度的影响??C?VZ?fy?ap 1.切削速度： (1)切削速度↑→切削热↑ →剪切角↑→F↓ (2)随着切削速度的提高，切削热来不及向外传导，集中在切削区使温度急剧升高. (3)切削速度↑→切屑带走的热量多 总之:切削速度↑→切削温度↑ 但不成正比 2. 进给量 f↑→金属切削率↑→消耗功率↑→热量↑ →F↓→热量↓ →切屑带走的热量↑ 3.切削深度 ap ↑→ Fc ↑→ P ↑→ 切削热↑ →切屑带走的热量↑ →刀屑接触长度↑→刀具传出的热量↑ 刀具工作环境的特点： （1）刀具与切削、工件间的接触表面经常是新鲜表面。（2）接触压力非常大，有时超过被切削材料的屈服强度。（3）接触表面的温度很高。总之是在机械、热、化学作用的综合结果。 （一）磨料磨损（硬质点） 工件材料中有一些硬度极高的小颗粒，在刀具表面划出沟痕，造成磨损。 （二）冷焊磨损（粘结）（三）扩散磨损（四）氧化磨损

1.初期磨损过程 磨损曲线的斜率较大。原因： ）由于刃磨后的新刀具，其后刀面与加工表面间的实际接触面积很小，（1 压强很大，故磨损很快。 ）后刀面粗糙度大，摩擦较大。 （2 2.正常磨损阶段 经过初期磨损，后刀面被磨出一条狭窄的棱面，压强减小， 故磨损程度降低，并且比较稳定。 3.剧烈磨损阶段 切削刃变钝，切削力大，切削温度升高，磨损加剧。 磨钝标准：刀具后刀面磨损带中间部分平均磨损量允许达到的最大值。

刀具角度的功用及其选择：