《機械加工工藝基礎》

***課代表請進行實驗的分組工作，將刀具角度實驗課的時間、分組情況落實到每位同學。***請在上課前收齊并上交習題一。***本周作業：習題二，下周一課前交第二變形區：切屑與前刀面的擠壓。變形：切屑卷曲而出摩擦§3金屬切削過程

(MetalCuttingProcess)一.切削實質與過程1．切削過程

可分為三個變形區：第一變形區刀尖與切削層的擠壓。

晶粒：擠壓——

滑移——

裂痕——

形成切屑變形過程：彈變——

塑變——

擠裂——

切離

第三變形區：工件已加工面與刀具主后刀面的擠壓。變形：工件已加工面的加工硬化現象3．最大的變形

——形成切屑

(GreatestDistortion)2．切削的實質（CuttingSubstance）

刀具與工件之間至始至終的擠壓作用。二、切屑的種類(ChipType)1.帶狀切屑

(BandingChip)

產生原因塑性較好的材料

VC↑，f↓,精加工

γo↑

變形過程：彈變--塑變--切離對切削加工的影響 切削力波動小切削過程平穩 已加工表面Ra↓

***需采取卷屑、斷屑措施2.擠裂（節狀）切屑

(NodeChip)

產生原因塑性較差的材料

VC↓，γo↓

，粗加工

hD↑

變形過程：彈變--塑變--擠裂--切離對切削加工的影響 切削力有波動切削過程不平穩 已加工表面Ra↑

改善措施：

VC↑，f↓,γo↑

***切屑可由擠裂切屑變為帶狀切屑。

f↑，кr↑3.崩碎切屑(RuptureChip)

產生原因脆性材料

VC↓,f↑γo↓

變形過程：彈變--擠裂--切離對切削加工的影響 切削力波動大切削過程不平穩

已加工表面Ra↑↑

改善措施：

VC↑，f↓,γo↑

***切削加工時，不能使用切削液***各種形狀的切屑三、積屑瘤(Buil-Up-EdgeBUE)2.影響(Generation)

保護刀刃：代替刀刃進行切削，減小其磨損

γo↑：減小切屑變形與切削力

***積屑瘤時有時無，時大時小

aP變，影響尺寸精度

γo變，切削力變，易引起切削振動1.形成(Formation)

第二變形區摩擦與滯留****摩擦力>分子間的結合力4.改善措施

(Measure)正火、調質(改善力學性能)調整切削速度（↓Vc，↑Vc）

↓摩擦（γo↑，

↓前刀面Ra值，加切削液）3.產生條件(Generation)

工件材料

塑性材料

切削速度

低速（Vc<5）

(M/min)

高速（Vc>80-100）

中速(Vc=5-50)

***Vc=20-30M/min

為積屑瘤高發區四、切削力及切削功率

(CuttingForceandCuttingPower)1、產生(Generation)

變形抗力：彈、塑性變形抗力摩擦力：刀具與切屑、工件2．分解(Resolution)

Fz：主切削力（切向力）80～90%

（機床功率、主軸箱系統、刀具強度計算的依據）

Fx：進給抗力（軸向力）

（機床進給系統、刀具強度計算的依據）

Fy：切深抗力 （徑向力）

（機床、工件剛性計算的依據）3.切削力和切削功率計算

(Calculation)***生產實際常用的切削力經驗公式：

(1)單位切削力(p)公式

Fz=p?AD=p?ap?f

(2)指數公式

Fz=CFz●

apXFz●

fYFz●

VnFz●

KFz

Fy=CFy●

apXFy●

fYFy●

VnFy●

KFyFx=CFx●

apXFx●

fYFx●

VnFx●

KFx

式中：CFz、CFy、CFx:加工材料和切削條件的系數；

XFz、YFz、

nFz、XFy、YFy

、

nFy、

XFx、YFx、

nFx:切削用量的指數；（45鋼:1,0.75,0）

KFx、

KFy、

KFz

:實際加工條件與經驗公式不符時，

各種因素對切削力的修正系數的積。

總切削力：F=(FZ2+Fy2+Fx2)1/2=FZ

切削功率：Pm≈

FZ·Vc·10-3

KW

(FZ:N;Vc:m/s)

電機功率：Pz=Pm/ηmKW

4.影響因素與措施

(ImpactandMeasure)

工件材料（主要因素）

強、硬度高FZ↑

彈、塑性好FZ↑

切削用量

ap>f>Vc，刀具角度γo

↑、κr↑

切削液FZ↓五.切削熱及切削溫度

(CuttingHeatandCuttingTemperature)1.切削熱（CuttingHeat）

產生傳散

切屑、刀具、工件、空氣

%50-8020-403-91%

對切削加工的影響

刀具：體積小,゜c↑，HRC↓

工件：薄、小工件變形，燒壞2．切削溫度

(CuttingTemperature)

高低

熱的產生 散熱條件

影響因素

工材：強、硬度、導熱性

切削用量Vc>f>ap

刀具角度γo

、κr

切削液

六、刀具的磨損與耐用度

(TOOLWearandDegreeofDurableness)

1．磨損

(Wear)***形式(Form)

前刀面后刀面前后刀面***鈍化標準(ISO)VB=0.3(0.2-1)KT=0.06+0.3f***過程

（Process）

初期--正常--急劇

***原因

(Cause)

機械摩擦

(材料硬質點、砂眼等）熱效應

2．刀具耐用度

(DegreeofToolDurableness)

***概念

(Concept)

刀具耐用度

一次刃磨所使用的時間（達到磨損限度）。

刀具壽命(ToolLife)

刀具從開始使用到報廢所使用的時間。

刀具壽命=刀具耐用度X刃磨次數

***影響與措施