华南理工大学机械制造技术基础第二章 金属切削过程的基本规律及其应用 - 图文

由图2.5可知剪切角θ变化对切屑收缩的影响，θ增大剪切面AB减短，切屑厚度hD减小，故且Λh变小，它们之间的关系如下：hchABcos(???0)?h???cot?cos?0?sin?0(2.3)hDABsin?公式(2.1)、(2.3)表明，剪切角θ与前角γ0变化是影响切削变形的两个主要因素。因此，切削时塑性变形是很大的。如果增大前角γ0和剪切角θ，使ε、Λh减小，则切削变形减小。Λh主要从塑性压缩方面分析；而ε值主要从剪切变形考虑。所以，ε与Λh只能近似地表示切削变形等程度。2.1.1.4 前刀面的挤压摩擦与积屑瘤(1)作用力分析如图2.6所示，以切屑作为研究对象，设刀具作用的正压力Fn与摩擦力Ff组成的合力Fr与剪切面上反作用力共线，并处于平衡。将合力F’r分解成二组分力：在运动方向的水平分力Fz、垂直分力Fy；在剪切面上的剪切力Fs、垂直分力Fy；在剪切面上的剪切力Fs、法向力Fns。分力Fz、Fy可利用测力仪测得。由于剪切力Fs的作用，使切削层在剪切面上产生剪切变形。正压力Fn摩擦力Ff剪切力Fs法向力Fns合力F’r合力Fr图2.6 切屑上受力分析Fs按下列公式计算：Fs?F'rcos???(???0)??F'rcos(???0)cos??F'rsin(???0)sin??Fs?Fzcos??Fysin?剪切面上产生的剪应力η应为：(2.4)Fzcos??Fysin?Fs??sin??sin?ADhD.bD上两式中β——摩擦角；AD——切削层面积。(2.5)前刀面上摩擦力Ff与正压力Fn之比，即为前刀面与切屑接触面间摩擦系数μ：μ＝tanβ＝Ff/Fn （2.6）摩擦系数μ或摩擦角β亦可根据已测得的分力Fz、Fy值求得：tan（β－γ0）＝Fy/Fz（2.7）(2)剪切角θ确定下面简要介绍M.E.Merchant提出的按最少能量原则来确定剪切角θ的原理。由图2.6可知，切削力Fz为：Fzcos(???0)?ADcos(???0)Fz?F'rcos(???0)??cos(?????0)sin?cos(?????0)(2.8)