機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形課件

1、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形13.23.2金屬切削過程中的變形金屬切削過程中的變形機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形2一、切屑的形成過程一、切屑的形成過程1.變形區(qū)的劃分變形區(qū)的劃分切削層金屬形成切屑的過程就是在刀具的作用下發(fā)生變形的過程。切削層金屬形成切屑的過程就是在刀具的作用下發(fā)生變形的過程。切削過程中，切削層金屬的變形大致可劃分為三個區(qū)域：切削過程中，切削層金屬的變形大致可劃分為三個區(qū)域：(3)(3)第三變形區(qū)第三變形區(qū) 已加工表面已加工表面受到切削刃鈍圓部分和后刀面受到切削刃鈍圓部分和后刀面的擠壓和摩擦，造成表層金屬的擠壓和摩擦，造成表層金屬纖維化與加工硬

2、化。這一區(qū)域纖維化與加工硬化。這一區(qū)域( (圖中圖中區(qū)區(qū)) )稱為第三變形區(qū)。稱為第三變形區(qū)。(2)(2)第二變形區(qū)第二變形區(qū) 切屑沿前刀面排出時進(jìn)一步受到前刀面的擠切屑沿前刀面排出時進(jìn)一步受到前刀面的擠壓和摩擦，使靠近前刀面處的金屬纖維化、基本上和前刀面壓和摩擦，使靠近前刀面處的金屬纖維化、基本上和前刀面平行。這一區(qū)域圖中平行。這一區(qū)域圖中區(qū)區(qū)) )稱為第二變形區(qū)。稱為第二變形區(qū)。(1)(1)第一變形區(qū)第一變形區(qū) 從從oaoa線開始發(fā)生塑性變形，到線開始發(fā)生塑性變形，到omom線金屬晶粒線金屬晶粒的剪切滑移基本完成。的剪切滑移基本完成。oaoa線和線和omom線之間的區(qū)域線之間的區(qū)域( (圖

3、中圖中i i區(qū)區(qū)) )稱為稱為第一變形區(qū)。第一變形區(qū)。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形3n1 1）在第一變形區(qū)內(nèi)，變形的主要特征就是沿滑移線的剪切在第一變形區(qū)內(nèi)，變形的主要特征就是沿滑移線的剪切變形，以及隨之產(chǎn)生的加工硬化。變形，以及隨之產(chǎn)生的加工硬化。 p p點金屬在切削過程中向刀具移動，到達(dá)點點金屬在切削過程中向刀具移動，到達(dá)點1 1時，其剪應(yīng)力達(dá)到材時，其剪應(yīng)力達(dá)到材料的屈服強(qiáng)度。過點料的屈服強(qiáng)度。過點1 1后，后，p p點在繼續(xù)向前移動的同時，也沿點在繼續(xù)向前移動的同時，也沿oaoa滑移，滑移，合成運(yùn)動特使其從點合成運(yùn)動特使其從點1 1流動到點流動到點2 2，2222就是

4、它的滑移量。隨著滑就是它的滑移量。隨著滑移的產(chǎn)生，剪應(yīng)變將逐漸增加，直到移的產(chǎn)生，剪應(yīng)變將逐漸增加，直到p p點金屬移動到超過點點金屬移動到超過點4 4位置后，位置后，其流動方向與前刀面平行，不再沿滑移線滑移其流動方向與前刀面平行，不再沿滑移線滑移. .oaoa、ob,omob,om線都是等剪應(yīng)力線都是等剪應(yīng)力曲線。曲線。 oa oa稱作始滑移線，稱作始滑移線，omom稱作終滑移線。稱作終滑移線。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形4 在一般切削速度范圍內(nèi)，第一變形區(qū)的寬度僅為在一般切削速度范圍內(nèi)，第一變形區(qū)的寬度僅為0.02mm0.2mm0.02mm0.2mm，切削速度越高、其寬度

5、越小，故可，切削速度越高、其寬度越小，故可近似看成一個平面，稱剪切面。近似看成一個平面，稱剪切面。 剪切面與切削速度間的夾角稱剪切角，以剪切面與切削速度間的夾角稱剪切角，以表示表示。 當(dāng)金屬沿滑移線發(fā)生剪切變形時，晶粒會伸長。當(dāng)金屬沿滑移線發(fā)生剪切變形時，晶粒會伸長。 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形52)2)第二變形區(qū)的變形第二變形區(qū)的變形及其特征及其特征3)3)第三變形區(qū)變形及加工第三變形區(qū)變形及加工表面質(zhì)量表面質(zhì)量 由于刀刃有鈍圓半徑由于刀刃有鈍圓半徑rbrb，整個切削層厚度整個切削層厚度acac中，將中，將有一層金屬有一層金屬 a a無法沿?zé)o法沿omom方方向滑移，而是從

6、刀刃鈍園向滑移，而是從刀刃鈍園部分部分o o點下面擠壓過去，即點下面擠壓過去，即切削層金屬在切削層金屬在o o點處分離為點處分離為兩部分。兩部分。已加工表面的形成過程機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形6 如果將三個變形區(qū)聯(lián)系起來如果將三個變形區(qū)聯(lián)系起來: : 當(dāng)切削層金屬進(jìn)入第一變形區(qū)時，當(dāng)切削層金屬進(jìn)入第一變形區(qū)時，晶粒因壓縮而變長，因剪切滑移而傾晶粒因壓縮而變長，因剪切滑移而傾斜斜; ; 當(dāng)切削層金屬逐漸接近刀刃時，晶當(dāng)切削層金屬逐漸接近刀刃時，晶粒更伸長，成為包圍刀刃周圍的纖維粒更伸長，成為包圍刀刃周圍的纖維層層; ; 最后在最后在o o點斷裂，點斷裂，一部分金屬成為切一部分

7、金屬成為切屑沿前刀面流出，另一部分金屬繞過屑沿前刀面流出，另一部分金屬繞過刀刃沿后刀面流出，并繼續(xù)經(jīng)受變形刀刃沿后刀面流出，并繼續(xù)經(jīng)受變形而成為已加工表面的表層。而成為已加工表面的表層。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形7 已加工表面表層的金屬纖維被拉伸得更長更細(xì)已加工表面表層的金屬纖維被拉伸得更長更細(xì); ; 其纖維方向平行于已加工表面其纖維方向平行于已加工表面. . 這個表層的金屬具有與基體組織不同的性質(zhì)，所以這個表層的金屬具有與基體組織不同的性質(zhì)，所以稱為加工變質(zhì)層。稱為加工變質(zhì)層。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形82.切屑的受力分析切屑的受力分析n在直角自由切削

8、的情況下，在直角自由切削的情況下，作用在切削上的力有：作用在切削上的力有： 前刀面上的法向力前刀面上的法向力fn,fn,摩擦力摩擦力f ff f，正壓力，正壓力fnsfns，剪切力，剪切力fsfs，這兩對力的合力互相平衡。這兩對力的合力互相平衡。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形9機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形10n如用測力儀直接測得作用在刀具上的切削分力如用測力儀直接測得作用在刀具上的切削分力fcfc和和fpfp，在忽略被切材料對刀具后刀面作用力，在忽略被切材料對刀具后刀面作用力的條件下，即可由上式推導(dǎo)求得前刀面對切屑的條件下，即可由上式推導(dǎo)求得前刀面對切屑作用的

9、摩擦角作用的摩擦角，進(jìn)而可近似求得前刀面與切，進(jìn)而可近似求得前刀面與切屑間的摩擦系數(shù)屑間的摩擦系數(shù)。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形11二、切削變形程度二、切削變形程度 1.1.變形系數(shù)變形系數(shù)h h 變形系數(shù)是衡量變形的另一個參數(shù)，用它來變形系數(shù)是衡量變形的另一個參數(shù)，用它來表示切屑的外形尺寸變化大小表示切屑的外形尺寸變化大小機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形12 切屑經(jīng)過剪切變形、又受到前刀面摩擦后切屑經(jīng)過剪切變形、又受到前刀面摩擦后, ,與切與切削層比較削層比較, ,它的長度縮短它的長度縮短lchlchlclc , ,厚度增加即厚度增加即h hchchh hd

10、d（寬度不變（寬度不變),),這種切屑外形尺寸變化的變形現(xiàn)這種切屑外形尺寸變化的變形現(xiàn)象稱為象稱為切屑的收縮切屑的收縮。變形系數(shù)。變形系數(shù)h h表示切屑收縮的表示切屑收縮的程度程度, ,即即: : （2 2） 式中式中 lclc、hdhd切屑層長度和厚度；切屑層長度和厚度； lchlch、hchhch切屑長度和厚度。切屑長度和厚度。 測量出切削層和切屑的長度和厚度測量出切削層和切屑的長度和厚度, ,能方便地能方便地求出變形系數(shù)求出變形系數(shù) h h 。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形132.2.相對滑移相對滑移 相對滑移相對滑移是用來量度第是用來量度第變形區(qū)滑移變形的程度。變形區(qū)滑

11、移變形的程度。如圖，設(shè)切削層中如圖，設(shè)切削層中abab線沿剪切面滑移至線沿剪切面滑移至a ab b時的距離為時的距離為，事實上，事實上很小，很小，可認(rèn)為滑移是在剪切面上進(jìn)可認(rèn)為滑移是在剪切面上進(jìn)行，滑移量為行，滑移量為s s。相對滑移。相對滑移表示為：表示為： 用相對滑移用相對滑移的大小能的大小能比較真實地反映切削變形比較真實地反映切削變形程度。程度。)tan(cot ybcceys機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形14n3.3.剪切角剪切角 剪切角剪切角與切削變形有密切關(guān)系，我們也可以用剪切角與切削變形有密切關(guān)系，我們也可以用剪切角來來衡量切削變形的程度。衡量切削變形的程度。 在

12、剪切面上，金屬產(chǎn)生了滑移變形，在剪切面上，金屬產(chǎn)生了滑移變形，最大剪應(yīng)力就在剪切面上。最大剪應(yīng)力就在剪切面上。 主應(yīng)力方向與最大剪應(yīng)力方向的夾角應(yīng)主應(yīng)力方向與最大剪應(yīng)力方向的夾角應(yīng)為為4545，即，即fsfs與與f f的夾角應(yīng)為的夾角應(yīng)為4545，故，故有：有： 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形15n分析上式知：分析上式知：n1)1)前角前角r ro o增大時，剪切角增大時，剪切角隨之增大，變形隨之增大，變形減小減小. .這表明增大刀具前角可減少切削變形，這表明增大刀具前角可減少切削變形，對該善切削過程有利。對該善切削過程有利。n2)2)摩擦角摩擦角增大時，剪切角增大時，剪切角隨

13、之減小，變隨之減小，變形增大。提高刀具刃磨質(zhì)量、采用潤滑性能形增大。提高刀具刃磨質(zhì)量、采用潤滑性能好的切削液可以減小的刀面和切屑之間的摩好的切削液可以減小的刀面和切屑之間的摩擦系數(shù)，有利于改善切削過程。擦系數(shù)，有利于改善切削過程。 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形16三、前刀面上的摩擦三、前刀面上的摩擦n 切削鋼材時，刀具前刀面對被切材料產(chǎn)生的正應(yīng)力切削鋼材時，刀具前刀面對被切材料產(chǎn)生的正應(yīng)力和切向應(yīng)力沿前刀面的分布如圖所表。在切屑與刀具前和切向應(yīng)力沿前刀面的分布如圖所表。在切屑與刀具前刀面接觸的長度內(nèi)存在兩種不同的接觸狀態(tài)。刀面接觸的長度內(nèi)存在兩種不同的接觸狀態(tài)。在靠近切削刃的

14、粘結(jié)區(qū)，由于正應(yīng)在靠近切削刃的粘結(jié)區(qū)，由于正應(yīng)力值大，切屑在前刀面上形成粘結(jié)力值大，切屑在前刀面上形成粘結(jié)接觸，在此區(qū)域內(nèi)，各點的切應(yīng)力接觸，在此區(qū)域內(nèi)，各點的切應(yīng)力基本相同，它基本相同，它等于被切材料的剪切等于被切材料的剪切屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度; ;在滑動區(qū)，由于正應(yīng)力小，切屑在前在滑動區(qū)，由于正應(yīng)力小，切屑在前刀面上形成滑動接觸，切屑相對于前刀面上形成滑動接觸，切屑相對于前刀面的摩擦特性服從古典摩擦法則，刀面的摩擦特性服從古典摩擦法則，各點的摩擦系數(shù)各點的摩擦系數(shù)相同相同 = = 。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形17n出于在一般切削條件下，來自粘結(jié)接觸區(qū)的摩擦力占前刀出于在一般

15、切削條件下，來自粘結(jié)接觸區(qū)的摩擦力占前刀面上總摩擦力的面上總摩擦力的8585，故在研究前刀面上的摩擦?xí)r應(yīng)以，故在研究前刀面上的摩擦?xí)r應(yīng)以粘結(jié)接觸區(qū)的摩擦力主要依據(jù)。粘結(jié)接觸點上各點的摩擦粘結(jié)接觸區(qū)的摩擦力主要依據(jù)。粘結(jié)接觸點上各點的摩擦系數(shù)：系數(shù)：n由于由于(x)(x)隨隨x x變化，放在粘結(jié)接觸區(qū)切屑與前刀面的摩擦變化，放在粘結(jié)接觸區(qū)切屑與前刀面的摩擦系數(shù)是一個變值，離切削刃越遠(yuǎn)，摩擦系數(shù)越大，其平均系數(shù)是一個變值，離切削刃越遠(yuǎn)，摩擦系數(shù)越大，其平均摩擦系數(shù)：摩擦系數(shù)：avsadsdnfidxxboabff011)(平均)(1xs機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形18四、積屑瘤的

16、形成及對切削過程的影響四、積屑瘤的形成及對切削過程的影響n1.1.積屑瘤的形成及其影響積屑瘤的形成及其影響n在切削速度不高而又能形成帶狀切屑的情況下。加工一般鋼在切削速度不高而又能形成帶狀切屑的情況下。加工一般鋼料或鋁合金等塑性材料時，常在前刀面切削處粘著一塊呈三料或鋁合金等塑性材料時，常在前刀面切削處粘著一塊呈三角狀的埂塊，硬度很高、通常是工件材料硬度的角狀的埂塊，硬度很高、通常是工件材料硬度的2323倍，這倍，這塊粘附在前刀面的金屬稱為積屑瘤。塊粘附在前刀面的金屬稱為積屑瘤。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形19n切削時，切屑與前刀面接觸處發(fā)生強(qiáng)烈摩擦；切削時，切屑與前刀面接觸

17、處發(fā)生強(qiáng)烈摩擦；n當(dāng)接觸面達(dá)到一定溫度，同時又存在較高壓力時，被切材當(dāng)接觸面達(dá)到一定溫度，同時又存在較高壓力時，被切材料會粘結(jié)料會粘結(jié)( (冷焊冷焊) )在前刀面上；在前刀面上；n連續(xù)流動的切屑從粘在前刀面上的底層金屬上流過時，如連續(xù)流動的切屑從粘在前刀面上的底層金屬上流過時，如果溫度與壓力適當(dāng)，切屑底部材料也會被阻滯在已經(jīng)果溫度與壓力適當(dāng)，切屑底部材料也會被阻滯在已經(jīng)“冷冷焊焊”在前刀向上的金屬層上，粘成一體；在前刀向上的金屬層上，粘成一體；n使粘結(jié)層逐步長大，形成積屑瘤。使粘結(jié)層逐步長大，形成積屑瘤。積屑瘤形成過程：積屑瘤形成過程：機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形20 主要決

18、定于切削溫度。主要決定于切削溫度。 在切削溫度很低時在切削溫度很低時, ,切屑與前刀面間呈點接觸切屑與前刀面間呈點接觸, ,摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)較小較小, ,故不易形成粘結(jié)；故不易形成粘結(jié)； 在溫度很高時在溫度很高時, ,接觸面間切屑底層金屬呈微熔狀態(tài)接觸面間切屑底層金屬呈微熔狀態(tài), ,起潤滑起潤滑作用，摩擦系數(shù)也較小，積屑瘤同樣不易形成。作用，摩擦系數(shù)也較小，積屑瘤同樣不易形成。形成積屑瘤的條件：形成積屑瘤的條件：積屑瘤的產(chǎn)生及其成長還與工件材料的性質(zhì)、壓力分積屑瘤的產(chǎn)生及其成長還與工件材料的性質(zhì)、壓力分布有關(guān)。布有關(guān)。 塑性材料的加工硬化傾向越強(qiáng)，越易產(chǎn)生積屑瘤；塑性材料的加工硬化傾向越強(qiáng)，越

19、易產(chǎn)生積屑瘤；注意：注意： 對碳鋼來說、切削區(qū)溫度處于對碳鋼來說、切削區(qū)溫度處于300350c300350c時積屑瘤的時積屑瘤的高度最大，切削區(qū)溫度超過高度最大，切削區(qū)溫度超過500c500c時，積屑瘤便自行消失。時，積屑瘤便自行消失。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形21n在背吃刀量在背吃刀量 p p和進(jìn)結(jié)量和進(jìn)結(jié)量f f保持一定時，積屑瘤高度保持一定時，積屑瘤高度h hb b與切削與切削速度速度vcvc，有密切關(guān)系，因為切削過程中產(chǎn)生的熱是隨切削，有密切關(guān)系，因為切削過程中產(chǎn)生的熱是隨切削速度的提高而增加的。速度的提高而增加的。n圖中，圖中，區(qū)為低速區(qū)區(qū)為低速區(qū), ,不產(chǎn)生積屑

20、瘤；不產(chǎn)生積屑瘤；區(qū)積屑溜高度隨區(qū)積屑溜高度隨vcvc的增大而增高；的增大而增高；區(qū)積屑瘤高度隨區(qū)積屑瘤高度隨vcvc的增大而減小；的增大而減??；區(qū)不產(chǎn)生積屑瘤。區(qū)不產(chǎn)生積屑瘤。 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形22n2.2.積屑瘤對切削過程的影響積屑瘤對切削過程的影響n(1)(1)使刀具前角變大使刀具前角變大 阻滯在前刀面上的積屑瘤有使刀具實際前角增大的作用，阻滯在前刀面上的積屑瘤有使刀具實際前角增大的作用，使切削力減小。使切削力減小。n(2)(2)使切削厚度變化使切削厚度變化 積屑瘤前端超過了切削刃，使切削厚度增大積屑瘤前端超過了切削刃，使切削厚度增大h hd d將隨著將隨著

21、積屑瘤的成長逐漸增大，一旦積屑瘤從前刀面上脫落或斷積屑瘤的成長逐漸增大，一旦積屑瘤從前刀面上脫落或斷裂，裂，h hd d值就將迅速減小。值就將迅速減小。切削厚度變化必然導(dǎo)致切削力切削厚度變化必然導(dǎo)致切削力產(chǎn)生波動。產(chǎn)生波動。n(3)(3)使加工表面粗糙度增大使加工表面粗糙度增大 積屑瘤伸出切削刃之外的部分高低不平，形狀也不規(guī)則，積屑瘤伸出切削刃之外的部分高低不平，形狀也不規(guī)則，會使加工表面粗糙度增大；破裂脫落的積屑瘤也有可能嵌會使加工表面粗糙度增大；破裂脫落的積屑瘤也有可能嵌入加工表面使加工表面質(zhì)量下降。入加工表面使加工表面質(zhì)量下降。n(4)(4)對刀具壽命的影響對刀具壽命的影響 粘在前刀面上

22、的積屑瘤，可代替刀刃切削，有減小刀具磨粘在前刀面上的積屑瘤，可代替刀刃切削，有減小刀具磨損，提高刀具壽命的作用；但如果積屑瘤從刀具的刀面上損，提高刀具壽命的作用；但如果積屑瘤從刀具的刀面上頻繁脫落，可能會把前刀面上刀具材料顆粒拽去頻繁脫落，可能會把前刀面上刀具材料顆粒拽去( (這種現(xiàn)象這種現(xiàn)象易發(fā)生在硬質(zhì)合金刀具上易發(fā)生在硬質(zhì)合金刀具上) )，反而使刀具壽命下降。，反而使刀具壽命下降。 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形23n1)1)正確選用切削速度，使切削速度避開產(chǎn)生積屑瘤的區(qū)域。正確選用切削速度，使切削速度避開產(chǎn)生積屑瘤的區(qū)域。n2)2)使用潤滑性能好的切削液，目的在于減小切屑

23、底層材料使用潤滑性能好的切削液，目的在于減小切屑底層材料與刀具前刀面間的摩擦。與刀具前刀面間的摩擦。n3)3)增大刀具前角，減小刀具前刀面與切屑之間的壓力。增大刀具前角，減小刀具前刀面與切屑之間的壓力。n4)4)適當(dāng)提高工件材料硬度，減小加工硬化傾向。適當(dāng)提高工件材料硬度，減小加工硬化傾向。 n 積屑瘤對切削過程的影響有積極的一面，也有消積屑瘤對切削過程的影響有積極的一面，也有消極的一面。精加工的必須防止積屑瘤的產(chǎn)生，可采極的一面。精加工的必須防止積屑瘤的產(chǎn)生，可采取的控制措施有：取的控制措施有：機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形24五、影響切屑變形的因素五、影響切屑變形的因素n1

24、.1.工件材料工件材料工件材料的機(jī)械性能不同，切屑變形也不同。工件材料的機(jī)械性能不同，切屑變形也不同。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形25所以所以: :切削強(qiáng)度、硬度高的材料，不易產(chǎn)生變形，若需達(dá)到切削強(qiáng)度、硬度高的材料，不易產(chǎn)生變形，若需達(dá)到一定變形量，應(yīng)施較大作用力和消耗較多的功率。而切削一定變形量，應(yīng)施較大作用力和消耗較多的功率。而切削塑性較高的材料，則變形較大。塑性較高的材料，則變形較大。 工件材料強(qiáng)度工件材料強(qiáng)度/ /硬度越高，切屑和前刀面的接觸長度越短，硬度越高，切屑和前刀面的接觸長度越短，導(dǎo)致切屑和前刀面的接觸面積減小，前刀面上的平均正應(yīng)導(dǎo)致切屑和前刀面的接觸面積減

25、小，前刀面上的平均正應(yīng)力增大，前刀面與切屑間的摩擦系數(shù)減小，摩擦角力增大，前刀面與切屑間的摩擦系數(shù)減小，摩擦角減小，減小，剪切角剪切角增大，變形系數(shù)增大，變形系數(shù)ahah將隨之減小。將隨之減小。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形26n2.2.刀具前角刀具前角roron 增大刀具前角增大刀具前角, ,剪切角剪切角將隨之增大，變形系數(shù)將隨之增大，變形系數(shù)ahah將隨之減小；將隨之減小；n 但但roro增大后，前刀面傾斜程度加大，切屑作用增大后，前刀面傾斜程度加大，切屑作用在前刀面上的平均正應(yīng)力在前刀面上的平均正應(yīng)力avav減小，使摩擦角減小，使摩擦角和摩擦系數(shù)和摩擦系數(shù)增大，而導(dǎo)致增大

26、，而導(dǎo)致減小。減小。n 由于后一方面影響較小，由于后一方面影響較小，ahah還是隨還是隨roro的增加而的增加而減小。減小。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形27n如圖所示，如圖所示， 增大，改變了正壓力增大，改變了正壓力fnfn的大小和方向，使合的大小和方向，使合力力frfr減小、作用角減小、作用角減小，故剪切角減小，故剪切角增大。由于增大了增大。由于增大了，切屑厚度切屑厚度h hchch減小，使變形系數(shù)減小，使變形系數(shù)h h減小。減小。前角對剪切角的影響a) 負(fù)前角； b)正前角生產(chǎn)實踐表明：生產(chǎn)實踐表明：采用大前角刀具切削，刀刃鋒利、切入金屬采用大前角刀具切削，刀刃鋒利、切入

27、金屬容易，切屑與前刀面接觸長度容易，切屑與前刀面接觸長度lf lf 減短，流屑阻力小，因此，減短，流屑阻力小，因此，切屑變形小、切屑省力。切屑變形小、切屑省力。 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形28n3.3.切削速度切削速度vcvc 在無積屑瘤產(chǎn)生的切削速度范圍內(nèi)，切削速度在無積屑瘤產(chǎn)生的切削速度范圍內(nèi)，切削速度越大，變形系數(shù)越大，變形系數(shù)a ah h越小。越小。 主要是因為塑性變形的傳播速度較彈性變形慢，切削速度主要是因為塑性變形的傳播速度較彈性變形慢，切削速度越高，切削變形越不充分，導(dǎo)致變形系數(shù)越高，切削變形越不充分，導(dǎo)致變形系數(shù)ahah下降；下降； 此外，提高切削速度還會使切削溫度增高，切屑底層材料此外，提高切削速度還會使切削溫度增高，切屑底層材料的剪切屈服強(qiáng)度因溫度的增高而略有下降，導(dǎo)致前刀面摩擦的剪切屈服強(qiáng)度因溫度的增高而略有下降，導(dǎo)致前刀面摩擦系數(shù)系數(shù)減小，使變形系數(shù)減小，使變形系數(shù)ahah下降。下降。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形29n切削速度切削速度v vc c是通過積屑瘤使剪切角是通過積屑瘤使剪切角改變和通過改變和通過切削溫度使摩擦系數(shù)切削溫度使摩擦系數(shù)變化而影響切削變形的。變化而影響切削變形的。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版32金屬切削過程中的變形30n如圖中碳鋼為例。如圖中碳鋼為例。 v vc