哈尔滨工业大学：《机械制造技术》第三章 切削过程及控制

第三章切刚过程及制 在金属切削过程中,始终存在着刀具切 削工件和工件材料抵抗切削的矛盾,从而产 生一系列物理现象,如切削变形、切削力、 切削热与切削温度以及有关刀具的磨损与刀 具寿命、卷屑与断屑等。 研究、掌握并能灵活应用金属切削基本理 论,对有效控制切削过程、保证加工精度和表 面质量,提高切削效率、降低生产成本,合理 改进、设计刀具几何参数,减轻工人的劳动强 度等有重要的指导意义

第三章 切削过程及控制 在金属切削过程中，始终存在着刀具切 削工件和工件材料抵抗切削的矛盾，从而产 生一系列物理现象，如切削变形、切削力、 切削热与切削温度以及有关刀具的磨损与刀 具寿命、卷屑与断屑等。 研究、掌握并能灵活应用金属切削基本理 论, 对有效控制切削过程、保证加工精度和表 面质量，提高切削效率、降低生产成本，合理 改进、设计刀具几何参数，减轻工人的劳动强 度等有重要的指导意义

第一节金属切削过程及切屑类型 切屑的形成过程 切削金属形成切屑的 ,切别交形的力学本质 过程是一个类似于金属材 料受挤压作用,产生塑性 变形进而产生剪切滑移的 变形过程(图)。 2.切形成过程模型 图3-1

第一节 金属切削过程及切屑类型 一、切屑的形成过程 1．切削变形的力学本质 切削金属形成切屑的 过程是一个类似于金属材 料受挤压作用，产生塑性 变形进而产生剪切滑移的 变形过程 （图）。 2．切屑形成过程模型 图3－1

C 刀具 试件 压头 D 工件 b) 图挤压与切削的比较

图 挤压与切削的比较

切屑 刀具 n M O 工件 (a) 切屑单元(层片) 剪切阵面 (c) 图3-1切屑形成过程模型

图3－1 切屑形成过程模型

个变形区 根据实验时的切削层变形图片可绘制如图3-2所示的 切削变形模型,其变形大致可分为三个变形区。 1.第一变形区 塑性变形从始滑移面OA开始至终滑移面OM终了, 之间形成AOM塑性变形区,由于塑性变形的主要特点是 晶格间的剪切滑移,所以AOM叫剪切区,也称为第一变 形区(I)

二、三个变形区 根据实验时的切削层变形图片可绘制如图3-2所示的 切削变形模型，其变形大致可分为三个变形区。 1. 第一变形区 塑性变形从始滑移面OA开始至终滑移面OM终了， 之间形成AOM塑性变形区，由于塑性变形的主要特点是 晶格间的剪切滑移，所以AOM叫剪切区，也称为第一变 形区（Ⅰ）

切屑 刀具 工件 图3-2金属切削过程中的滑移线和流线示意图

图3－2 金属切削过程中的滑移线和流线示意图

2.第二变形区 切屑沿刀具前面排出时会进一步受到 前刀面的阻碍,在刀具和切屑界面之间存 在强烈的挤压和摩擦,使切屑底部靠近前 刀面处的金属发生“纤维化”的二次变形。 这部分区域称为第二变形区(Ⅱ)

切屑沿刀具前面排出时会进一步受到 前刀面的阻碍，在刀具和切屑界面之间存 在强烈的挤压和摩擦，使切屑底部靠近前 刀面处的金属发生“纤维化”的二次变形。 这部分区域称为第二变形区（Ⅱ）。 2. 第二变形区

3.第三变形区 在已加工表面上与刀具后面挤压、摩 擦形成的变形区域称为第三变形区(Ⅲ)。 由于刀具刃口不可能绝对锋利,钝圆半 径的存在使切削层参数中公称切削厚度不 可能完全切除,会有很小一部分被挤压到 已加工表面,与刀具后刀面发生摩擦,并 进一步产生弹、塑性变形,从而影响已加 工表面质量

在已加工表面上与刀具后面挤压、摩 擦形成的变形区域称为第三变形区（Ⅲ）。 由于刀具刃口不可能绝对锋利, 钝圆半 径的存在使切削层参数中公称切削厚度不 可能完全切除，会有很小一部分被挤压到 已加工表面，与刀具后刀面发生摩擦，并 进一步产生弹、塑性变形，从而影响已加 工表面质量。 3. 第三变形区

三、第一变形区内金属的剪切变形 实验表明,切屑的形成过程是被切削 层金属受到刀具前面的挤压作用,迫使 其产生弹性变形,当剪切应力达到金属 材料屈服强度时,产生塑性变形。切屑 的变形和形成过程如3所示

实验表明，切屑的形成过程是被切削 层金属受到刀具前面的挤压作用，迫使 其产生弹性变形，当剪切应力达到金属 材料屈服强度时，产生塑性变形。切屑 的变形和形成过程如图3-3所示。 三、第一变形区内金属的剪切变形

2 R 45 4s4545 A B maX 4 图3-3第一变形区金属的滑移

图3－3 第一变形区金属的滑移