机械加工基础

第一篇 机械加工基础 第一章 金属切削刀具 §1-1 金属切削过程的规律 金属切削变形有弹性变形和塑性变形两种。金属切削过程是刀具把工件表层的金属层，通过刀刃的切割和刀面的推挤，使之变为切屑从而形成以加工表面的过程。 一、四个变形区 为说明切削过程的实质，将切削区域划分为四个变形区，如图 1-1所示 基本变形区 1：在基本变形区被切削金属在刀具的挤压作用下产生滑移变形，OA 线称始滑移线（OA 线以左为弹性变形区，到达 OA线将开始产生塑性变形），OE 线称终滑移线（OE 线后面的金属将变为切屑流走）。 前刀面摩擦变形区 2：在该变形区切屑在流出过程中与前刀面挤压、摩擦，同时前刀面发生磨损。 刃前变形区 3：此变形区在刃口圆弧处的一个变形范围内。 后刀面摩擦变形区 4：在该变形区主要是后刀面与已加工表面的摩擦、挤压。 图 1-1 二、切屑的收缩现象 被切金属经塑性变形后形成的切屑，其长度（L 屑）比切削层长度（L）短，其厚度（a屑）比切屑厚度（a）厚，此现象称为切屑的收缩现象，如图 1-2 所示。变形系数 K： 图 1-2 变形系数 K 越大，则表示切削过程中的变形也越大，因此可以用来近似地衡量金属在切削过程中的变形程度。 三、影响切屑变形的因素 1.工件材料 塑性大、强度低的金属材料，其变形系数大，切屑变形也大；脆性材料只形成崩碎屑，变形系数无实际意义。 2.切削用量 在切削塑性材料时，加大切削速度，由于切屑来不及充分变形，，就被挤裂下来，使变形系数减小，故切削力和切屑变形减小;加大进给量，则使切削厚度增加，单位切削面积的切削力减小，切屑平均变形量随之减小。 3.冷却润滑条件 润滑条件的改善可减小切屑与刀具表面之间的摩擦系数，从而减小变形系数和切屑变形。 4.刀具的几何角度 刀具的几何角度对切屑的变形有影响，尤其是刀具的前角和前刀面的光滑程度，直接影响切屑变形。 四、积屑瘤和加工表面的冷硬现象 1.积屑瘤 切削塑性材料时，切屑由刃口沿前刀面流出，这是切屑底层的滞流层（如图 1-3a 所示），由于受前刀面摩擦力的作用减低了流动速度。在高温、高压作用下，当摩擦力大于滞留层的结合力，滞留层的金属与切屑分离而粘结在前刀面上，形成积屑瘤，如图 1-3b 所示。 图 1-3a 图1 -3 b 积屑瘤的特点： （1 ）积屑瘤的硬度为员工件的1 .5 ～3 倍，可代替刀刃切削。 （2 ）积屑瘤增大了刀具的实际前角，使切屑变形和切削力减小，并起...