第二章金属切削过程的物理现象ppt课件.ppt

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1、我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第二章第二章 金属切削过程中的物理现象金属切削过程中的物理现象第一节第一节 切削变形与切屑的形成切削变形与切屑的形成第二节第二节 切削力和切削功率切削力和切削功率第三节第三节 切削热和切削温度切削热和切削温度第四节第四节 刀具磨损和刀具寿命刀具磨损和刀具寿命我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第一节第一节 切削变形和切屑的形成切削变形和切屑的形成一、切削的形成

2、金属切削过程就是工件的被切金属层在刀具前刀面的推挤下，沿着剪切面（滑移面）产生剪切变形并转变为切屑的过程。即是金属内部不断滑移变形的过程。 简言之，被切削的金属层在前刀面的挤压作用下，通过简言之，被切削的金属层在前刀面的挤压作用下，通过剪切滑移变形便形成了切削。剪切滑移变形便形成了切削。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物金属切削过程中的三个变形区金属切削过程中

3、的三个变形区第变形区 近切削刃处切削层内产生的塑性变形区； 第变形区 与前刀面接触的切屑层内产生的变形区； 第变形区 近切削刃处已加工表层内产生的变形区 （后刀面与工件的接触区域）我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1、第一变形区、第一变形区（剪切滑移区剪切滑移区）切削层受刀具的作用，经过第一变形区的塑性变形后形成了切屑。切削层受刀具的作用，经过第一变形区的塑性变形后形成了切屑。 左图左图是取是取金属金属内部内部质点质点P来来分析分析滑移滑移 过程过程我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什

4、么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2、第二变形区、第二变形区该区域内金属变形特点是该区域内金属变形特点是切屑在前刀面上发生的摩擦挤压变形，切屑在前刀面上发生的摩擦挤压变形，这个变形主要集中这个变形主要集中在与前刀面接触的切屑底部一薄层金属内，在与前刀面接触的切屑底部一薄层金属内，这部分金属的晶粒在沿前刀面的方向被拉长，成纤维化，基本这部分金属的晶粒在沿前刀面的方向被拉长，成纤维化，基本与前刀面平行。另外，由于切屑层底层受前刀面的挤压而膨胀，与前刀面平行。另外，由于切屑层底层受前刀面的挤压而膨胀，使切屑背向前刀面卷曲，最后在某一点开始与前

5、刀面脱离接触。使切屑背向前刀面卷曲，最后在某一点开始与前刀面脱离接触。（挤压摩擦区）挤压摩擦区）3、第三变形区、第三变形区（挤压摩擦回弹区）（挤压摩擦回弹区） 已加工表面受到切削刃钝圆部分和后刀面的挤压和摩擦，已加工表面受到切削刃钝圆部分和后刀面的挤压和摩擦，造成纤维化和加工硬化及残余应力，严重的甚至出现细微的裂造成纤维化和加工硬化及残余应力，严重的甚至出现细微的裂纹。纹。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、切屑的形态二、切屑的形态1. 切屑形成过程切屑形成过程切削层切削层的金属的金属弹性变

6、形弹性变形塑性变形塑性变形挤裂挤裂切离切离切切屑屑切削层的金属受到刀具前刀面的推挤后产生弹性变形随着切应力、切应变逐渐增大，达到其屈服强度时，产生塑性变形而滑移刀具继续切入时，材料内部的应力、应变继续增大，当切应力达到其断裂强度时，金属材料被挤裂沿刀具前刀面流出我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 由于由于加工材料性质加工材料性质的不同以及的不同以及切削条件切削条件的不同，从变形的不同，从变形观点出发，可将切屑归纳为四种形态：观点出发，可将切屑归纳为四种形态：切塑性材料切塑性材料 带状切屑带状切

7、屑 挤裂切屑挤裂切屑 单元切屑单元切屑 切削平稳，力波动小切削平稳，力波动小 滑移量较大，局部滑移量较大，局部 切削不平稳，力波动大切削不平稳，力波动大 加工面光洁，断屑难加工面光洁，断屑难 剪应力达断裂强度剪应力达断裂强度 加工表面粗糙加工表面粗糙 少见少见0vac 0 v ac0 v ac0vac 2、切屑的形态切脆性材料切脆性材料 不平稳，表面粗糙不平稳，表面粗糙 应应00v va ac c我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2 2）挤裂切屑）挤裂切屑（节状切屑）：它（节状切屑）：它的外表

8、面呈锯齿形，内表面有时有的外表面呈锯齿形，内表面有时有裂纹。在切削速度较低、切削厚度裂纹。在切削速度较低、切削厚度较大、刀具前角较小时常产生此类较大、刀具前角较小时常产生此类切屑。切屑。 1 1）带状切屑：）带状切屑：它的内表面是光它的内表面是光滑的，外表面呈毛茸状。加工塑性金滑的，外表面呈毛茸状。加工塑性金属时，在切削厚度较小、切削速度较属时，在切削厚度较小、切削速度较高、刀具前角较大的工况条件下常形高、刀具前角较大的工况条件下常形成此类切屑。成此类切屑。 切屑的类型切屑的类型我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：

9、表里边有一个活的生物4 4）崩碎切屑：）崩碎切屑：加工脆性材料加工脆性材料（铸铁、青铜），切削厚度越大越（铸铁、青铜），切削厚度越大越易得到这类切屑。易得到这类切屑。 3 3）粒状切屑）粒状切屑（单元切屑）：在（单元切屑）：在切屑形成过程中，如剪切面上的剪切屑形成过程中，如剪切面上的剪切应力超过了材料的断裂强度，切切应力超过了材料的断裂强度，切屑单元从被切材料上脱落，形成粒屑单元从被切材料上脱落，形成粒状切屑。状切屑。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3.金属切削层的变形系数我吓了一跳，蝎子

10、是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物注：注： (1)切屑的形态可随切削条件不同而改变；切屑的形态可随切削条件不同而改变；(2)可控制切削条件，使切屑形态向有利于生产的可控制切削条件，使切屑形态向有利于生产的方面转化，保证切削加工的顺利进行和工件的加工方面转化，保证切削加工的顺利进行和工件的加工质量。质量。增大前角增大前角提高切削提高切削速度速度减小进给减小进给量量有利于有利于使粒状切屑、节状切使粒状切屑、节状切屑向带状切屑转化屑向带状切屑转化使切削过程平稳使切削过程平稳降低加工表面粗降低加工表面粗造度数值造度数

11、值我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物切屑的形状切屑的形状切屑形状的分类切屑形状的分类切屑的形状大体有带状屑、切屑的形状大体有带状屑、C C型屑、崩碎屑、螺卷屑、型屑、崩碎屑、螺卷屑、长紧卷屑、发条状屑、宝长紧卷屑、发条状屑、宝塔状屑等塔状屑等我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里

12、边有一个活的生物 三、积屑瘤现象三、积屑瘤现象1 1积屑瘤的形成积屑瘤的形成 积屑瘤：积屑瘤：切削塑性金属时，在一定的切削条件下，常常有切削塑性金属时，在一定的切削条件下，常常有一些从切屑和工件上来的金属冷焊并层积在前刀面上，形成一一些从切屑和工件上来的金属冷焊并层积在前刀面上，形成一个非常坚硬的金属堆积物，能够代替刀刃进行切削，并且以一个非常坚硬的金属堆积物，能够代替刀刃进行切削，并且以一定频率生长和脱落。这种堆积物称为积屑瘤。定频率生长和脱落。这种堆积物称为积屑瘤。 当切削钢、球墨铸铁、铝合金等当切削钢、球墨铸铁、铝合金等塑性材料塑性材料时，在时，在切削速度切削速度不高不高，而又能，而又能

13、形成带状切屑形成带状切屑的情况下生成积屑瘤。的情况下生成积屑瘤。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物有利方面有利方面保护刀具保护刀具增大工增大工作前角作前角积屑瘤硬积屑瘤硬度很高度很高可代替切削刃可代替切削刃进行切屑，减进行切屑，减少刀具的磨损少刀具的磨损积屑瘤的存在，积屑瘤的存在，使刀具的实际工使刀具的实际工作前角增大作前角增大可减小切削变可减小切削变形和切削力，形和切削力，使切削轻快使切削轻快2.积屑瘤对切削加工的影响积屑瘤对切削加工的影响我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放

14、在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物不利方面不利方面影响工件尺影响工件尺寸精度寸精度影响工件表影响工件表面粗造度面粗造度积屑瘤破裂后会划伤表面，加快积屑瘤破裂后会划伤表面，加快刀具磨损刀具磨损会形成硬点和毛刺，使工件表面会形成硬点和毛刺，使工件表面粗造度值增大粗造度值增大积屑瘤时大时小，时有时无，使积屑瘤时大时小，时有时无，使切削力产生波动而引起振动切削力产生波动而引起振动积屑瘤的顶端突出于切削刃之外，积屑瘤的顶端突出于切削刃之外，使实际的切削深度不断变化使实际的切削深度不断变化我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的

15、世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 积屑瘤高度及其实际工作前角积屑瘤高度及其实际工作前角我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3.3.积屑瘤的成因：积屑瘤的成因：1 1）工件材料的塑性）工件材料的塑性 主要是加工硬化的缘故，塑性材料切削时主要是加工硬化的缘故，塑性材料切削时形成带状切削，加工硬化现象较强，容易产生形成带状切削，加工硬化现象较强，容易产生积屑瘤；而脆性材料切削时形成崩脆切削，且积屑瘤；而脆性材料切削时形成崩脆切削，且加工硬化现象很弱，不易产生积屑瘤。

16、加工硬化现象很弱，不易产生积屑瘤。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2 2）切削温度）切削温度 切削温度也是形成积屑瘤的重要条件。切切削温度也是形成积屑瘤的重要条件。切削温度过低，粘结现象不易发生；切削温削温度过低，粘结现象不易发生；切削温 度过度过高，加工硬化现象有削弱作用，因而积屑瘤也高，加工硬化现象有削弱作用，因而积屑瘤也不易产生。不易产生。 对于碳钢，对于碳钢，300300C C 350350C C范围内最容易产范围内最容易产生积屑瘤，生积屑瘤， 500500C C以上趋于消失。以上趋

17、于消失。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3 3）积屑瘤与切削速度的关系）积屑瘤与切削速度的关系区：区：切削速度很低，形成粒状切削速度很低，形成粒状或节状切屑，没有积屑瘤生成。或节状切屑，没有积屑瘤生成。区：区：形成带状切屑，冷焊条件逐形成带状切屑，冷焊条件逐渐形成，随着切削速度的提高积屑渐形成，随着切削速度的提高积屑瘤也增大。瘤也增大。区：区：积屑瘤随切削速度的积屑瘤随切削速度的提高而减小，当达到提高而减小，当达到区右区右边界时，积屑瘤消失。边界时，积屑瘤消失。区：区：切削速度进一步提高，由

18、切削速度进一步提高，由于切削温度较高而冷焊消失，此于切削温度较高而冷焊消失，此 时积屑瘤不再存在了。但切屑底时积屑瘤不再存在了。但切屑底部的纤维化依然存在，切屑的滞部的纤维化依然存在，切屑的滞留倾向也依然存在。留倾向也依然存在。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4 4）刀具的前角）刀具的前角 因为积屑瘤是在带状切屑的前提下形成的。因为积屑瘤是在带状切屑的前提下形成的。然而前角越大越容易形成带状切屑，前角越小然而前角越大越容易形成带状切屑，前角越小容易形成崩脆切削，所以积屑瘤的形成与刀具容易形成

19、崩脆切削，所以积屑瘤的形成与刀具的前角有着紧密的联系。的前角有着紧密的联系。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 4. 积屑瘤的控制积屑瘤的控制影响积屑瘤影响积屑瘤的因素的因素工件材料工件材料切削用量切削用量刀具角度刀具角度切削液等切削液等控制措施控制措施要避免在中温、中速加工塑性材料要避免在中温、中速加工塑性材料.增大前角可减小切削变形，降低切削温增大前角可减小切削变形，降低切削温度，减小积屑瘤的高度度，减小积屑瘤的高度.采用润滑性能优良的切削液可减少甚采用润滑性能优良的切削液可减少甚至消除积

20、屑瘤至消除积屑瘤.加工塑性大的工件时，可先进行正火或加工塑性大的工件时，可先进行正火或调质，以降低其塑性，提高强度和硬度调质，以降低其塑性，提高强度和硬度.我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物知识回顾：n1.金属切削过程的三个变形区？n2.切屑类型、利弊？n3.积屑瘤对切削加工的影响、成因、控制措施？我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第二节 切削力和切削功率一、概念 切削加工时刀具使切削层形成切

21、削需要克服的阻力称为切削力。切削力影响刀具的磨损和使用寿命。切削力影响加工精度。是计算切削功率、设计和选用机床刀具夹具的必要依据。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、切削力的产生1、来自工件的切削力：工件材、来自工件的切削力：工件材料被切过程中所发生的弹性变料被切过程中所发生的弹性变形和塑性变形的抗力。形和塑性变形的抗力。2、来自切屑的切削力：切屑对、来自切屑的切削力：切屑对刀具前刀面的摩擦力和加工表刀具前刀面的摩擦力和加工表面对刀具后刀面的摩擦力。面对刀具后刀面的摩擦力。我吓了一跳，蝎子是

22、多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物切削力的构成与分解 刀具切削工件时，必须克服材料的变形抗力、刀具与工件及切屑之间的摩擦力，这些力的合力就构成了作用在刀具上的总切削力F。 三切削力的分解和切削功率三切削力的分解和切削功率 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n主切削力主切削力FcFc：切削合力切削合力F在主运动方向的分力，又称切向在主运动方向的分力，又称切向分力。它与切削速度方向一致，在切削过程中做功最多，分力。

23、它与切削速度方向一致，在切削过程中做功最多，占总切削功率的占总切削功率的90%以上。以上。Fc是计算机床动力、设备的强是计算机床动力、设备的强度及刚度的基本数据。度及刚度的基本数据。 n进给抗力进给抗力FfFf：切削合力切削合力F在进给运动方向的合力，车外圆在进给运动方向的合力，车外圆时，时，Ff与工件的轴线相平行，因此又称轴向分力。与工件的轴线相平行，因此又称轴向分力。Ff作用作用在机床的进给机构上，它是设计进给机构必须的数据。在机床的进给机构上，它是设计进给机构必须的数据。 n切深抗力切深抗力Fp:Fp:切削合力切削合力F在切削深度方向的分力。车外圆时，在切削深度方向的分力。车外圆时，Fp

24、与工件的径向重合，因此又称径向分力。与工件的径向重合，因此又称径向分力。Fp作用在机作用在机床及工件刚性最差的方向，容易引起切削振动和工件的弯床及工件刚性最差的方向，容易引起切削振动和工件的弯曲变形，影响加工精度及工件表面质量。曲变形，影响加工精度及工件表面质量。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物22222NCPfFcFFFFFFp=FNcosKr; Ff =FNsinkr一般情况下，一般情况下，Fc最大，最大，Fp和和Ff小一些小一些我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这

25、样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2.切削力的实验公式切削力的实验公式车外圆时主切削力车外圆时主切削力（1）指数公式）指数公式CccFcFCFFCyxPFCKVfaCF 公式中的各项系数与刀具的几何参数、材料及工件的材料有关。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物（2）单位切削力公式）单位切削力公式 生产中还常用切削层单位面积生产中还常用切削层单位面积 切削力切削力k kc c的大小来估算切削力的大小来估算切削力FcFc的大小。的大小。F Fc ck

26、kc cA AD Dk kc cb bD Dh hD Dkkc ca ap pf (N)f (N) kc切削层单位面积切削力，切削层单位面积切削力，MPa(N/m)； AD、bD、hD切层削参数，切层削参数，我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3.切削功率：是指切削时在切削区域内消耗的功率，通常是指切削时在切削区域内消耗的功率，通常进给消耗的功率略去不计，只计算主运动消耗的功率：进给消耗的功率略去不计，只计算主运动消耗的功率：我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世

27、界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物四、影响切削力的因素 影响切屑力的主要因素有：影响切屑力的主要因素有：工件材料、切工件材料、切削用量、刀具几何参数、其它因素。削用量、刀具几何参数、其它因素。 总切削力的来源有两个方面：总切削力的来源有两个方面： 一是克服被加工材料对弹性变形和塑性变一是克服被加工材料对弹性变形和塑性变形的抗力；形的抗力； 二是克服切屑对刀具前面的摩擦阻力和工二是克服切屑对刀具前面的摩擦阻力和工件表面对刀具后面的摩擦阻力。件表面对刀具后面的摩擦阻力。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证

28、实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1.工件材料的影响工件材料的影响 工件材料的硬度或强度愈高工件材料的硬度或强度愈高，材料的剪切屈服强度也愈高，材料的剪切屈服强度也愈高，发生剪切变形的抗力也愈大，发生剪切变形的抗力也愈大，故切削力也愈大故切削力也愈大。 在材料的强度、硬度相近的情况下，在材料的强度、硬度相近的情况下，材料的塑性越大。韧性材料的塑性越大。韧性越大，则切削力越大。越大，则切削力越大。塑性大的材料在切削过程中将产生较大的塑性变形和加塑性大的材料在切削过程中将产生较大的塑性变形和加 工硬工硬化，且切削与前刀面的接触时间长，故切削力较大；化，且切削与前刀面的接触时间长，故切削力较大；

29、韧性大的材料，使之发生变形或破坏需消耗较多的能量，故韧性大的材料，使之发生变形或破坏需消耗较多的能量，故切削力较大。切削力较大。 切削脆性材料时，一般皆为崩脆切削，从而切削与前刀面切削脆性材料时，一般皆为崩脆切削，从而切削与前刀面的摩擦都比较小，故其切削力相对较小。的摩擦都比较小，故其切削力相对较小。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2.切削用量的影响（1）切削深度和进给量的影响切削深度切削深度apap进给量进给量f fA AD D变形抗力变形抗力摩擦力摩擦力切削力切削力 ap增大一倍，增大

30、一倍，FC也增大一倍；而也增大一倍；而f 增大一倍，增大一倍，FC只能增大只能增大68%86。 由此可见，由此可见，从减小切削力和节省动力消耗的观点从减小切削力和节省动力消耗的观点出发，在切除相同余量的条件下，增大出发，在切除相同余量的条件下，增大 f 比增大比增大ap 更为有利。更为有利。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物（2）切削速度的影响切削塑性材料时切削塑性材料时切削塑性材料切削塑性材料，切削速度的影响分为两个阶段：，切削速度的影响分为两个阶段：有积屑瘤有积屑瘤和和无积屑瘤无积屑瘤两个

31、阶段。两个阶段。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 切削速度是通过影响切削变形程度来影响切削力，切削速度是通过影响切削变形程度来影响切削力，切削变形大，则切削力大。切削变形大，则切削力大。 切削铸铁等脆性材料时切削铸铁等脆性材料时，被切材料的塑性变形及它，被切材料的塑性变形及它与前刀面的摩擦均比较小。与前刀面的摩擦均比较小。c对切削力没有显著影响。对切削力没有显著影响。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有

32、一个活的生物3.刀具几何参数的影响1） 前角前角ro对切削力的影响对切削力的影响; 刀刃锋利刀刃锋利前角前角g go o切削变形切削变形切削力切削力对塑性材料对塑性材料对脆性材料对脆性材料影响较小影响较小我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物前角对切削力的影响前角对切削力的影响ap = 4 mm f = 0.25 mm / r我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2） 主偏角主偏角kr 对切削力的影响

33、对切削力的影响rFFDPcosrFFDfsin我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物（a）当）当 时，主切削力时，主切削力 F随着随着Kr增加而减小增加而减小 。 0r（b）当）当 时，时，kr大时，主切削力大时，主切削力 F随着随着Kr增加而增加而增大增大 。 0r Kr越大，切削宽度越大，切削宽度aw越小，切削厚度越小，切削厚度ac越大，越大，因此切削力越小。因此切削力越小。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里

34、边有一个活的生物 切削脆性材料时，切削力始终随着Kr的增加而减小。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4 4、其它因素的影响1 1）刀具磨损越大，将增加切削力；）刀具磨损越大，将增加切削力；2 2）使用切削液，使用切削液，将减小切削力。将减小切削力。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物五五. . 切削力的经验公式切削力的经验公式计算举例计算举例： 用用YT5硬质合金车刀外圆纵车硬质合金车刀外圆纵

35、车b = 630 MPa的热轧的热轧45钢，钢，车刀几何参数为车刀几何参数为ro =10、kr = 75、rs = 5，切削用，切削用量为量为ap = 2mm、f = 0.3mm/r、vc = 100 m / min。 试计算切削力试计算切削力Fc、Fp、Ff 及切削功率及切削功率Pc 。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 解解： 查表查表2-1得：得： CFC=2795 xFC =1.0 yFC =0.75 zFC =-0.15 FcFcFcFcFcknyxCcspcvfaF 我吓了一跳，蝎

36、子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第三节 切屑热和切削温度一、切削热的产生与传导一、切削热的产生与传导 切削热产生于三个变形区，切削热产生于三个变形区，切削热来切削热来源于两个方面：源于两个方面： 一是一是切削层金属发生弹性和塑性变形切削层金属发生弹性和塑性变形所消耗的能量；所消耗的能量； 二是二是切屑与前刀面、工件与后刀面间切屑与前刀面、工件与后刀面间产生的摩擦热。产生的摩擦热。 切削过程中消耗的功将绝大部分切削过程中消耗的功将绝大部分（约（约99%99%）转换为热量，即切削热。）转换为热量，即切削热。

37、切削热切削热 QFzvc 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物切削热传出切削热传出： (1)(1)通过工件传出通过工件传出Q Qg g，使工件温度升高，使工件温度升高 (2)(2)通过切屑传出通过切屑传出Q Qx x，使切屑温度升高，使切屑温度升高 (3)(3)通过刀具传出通过刀具传出Q Qd d，使刀具温度升高，使刀具温度升高 (4)(4)通过周围介质传出通过周围介质传出Q Qj j对车、铣、刨削加工对车、铣、刨削加工，50508686由切屑带走，由切屑带走，10104040传入刀传入刀具，具

38、，3 39 9传入工件，传入工件，1 1传入空气传入空气 ; ;钻削时钻削时，2828由切屑带走，由切屑带走，1515左右传给工件，左右传给工件，5050左右传给左右传给刀具，其余由周围介质带走刀具，其余由周围介质带走; ; 磨削时磨削时，大部分热量传给工件（，大部分热量传给工件（8484）, ,传给砂轮传给砂轮1212，而极小，而极小比例的热量传给磨屑，因此会使工件温升很高，甚至烧伤工具比例的热量传给磨屑，因此会使工件温升很高，甚至烧伤工具表面。表面。Q=Qg+Qx+Qd+Qj我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：

39、表里边有一个活的生物两个方面：两个方面：切削热的产生与传出切削热的产生与传出二、影响切削温度的因素二、影响切削温度的因素 切削温度切削温度-指切削区的平均温度。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物（一）切削用量的影响（一）切削用量的影响 （1 1）切削速度的影响）切削速度的影响 1）V ，摩擦热来不及传导，而是大量集聚在切屑底层，从而使切削温度升高。 2）V ，金属切除率成正比例地增加，所消耗的机械功增大，所以切削热也会增大。而V ，材料的剪切变形减小，因此单位体积的切削中由塑性变形所产生的热量

40、减少，故切削温度与切削速度不成正比例关系。二、影响切削温度的因素二、影响切削温度的因素 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物(2)(2)进给量的影响进给量的影响（1）f , ,金属切除率增多，切削温度升高，金属切除率增多，切削温度升高， （2 2） f f ，切屑的平均变形减小，因此切除单元体积切，切屑的平均变形减小，因此切除单元体积切削的变形功有所减少，从而使热量又有所减小。削的变形功有所减少，从而使热量又有所减小。 （3） f ，切削厚度增加，切屑的热容量也增大，由切屑，切削厚度增加，切屑的

41、热容量也增大，由切屑带走的热量增加。带走的热量增加。（4 4） f ，由于切由于切屑屑与前刀面的接触区长度增长，改善了与前刀面的接触区长度增长，改善了散热条件。散热条件。 故切削区的平均温度上升的不显著，当进给量增大故切削区的平均温度上升的不显著，当进给量增大一倍时，切削温度约升高一倍时，切削温度约升高1010。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物(3)(3)切削深度的影响切削深度的影响（1）ap , ,切削层金属的变形功与摩擦功都成正比的增加，切削层金属的变形功与摩擦功都成正比的增加，切削热也

42、会成正比的增加；切削热也会成正比的增加；（2）ap ，切削刃参加工作长度也成正比地增长，从而改，切削刃参加工作长度也成正比地增长，从而改善了散热条件。善了散热条件。 故切削深度对切削温度地影响很小，当切削深度增加时，故切削深度对切削温度地影响很小，当切削深度增加时，切削温度的升高并不明显。切削温度的升高并不明显。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 由上图可以看出，切削用量由上图可以看出，切削用量时切削温度时切削温度 ，其中，其中v 对切对切削温度的影响最大，进给量削温度的影响最大，进给量 f

43、的影响比的影响比v 小，背吃刀量小，背吃刀量ap的的影响最小。影响最小。 因此，若要切除给定的余量，又要求切削温度较低，因此，若要切除给定的余量，又要求切削温度较低，则在选择切削用量时，应优先考虑采用大的背吃刀量，然则在选择切削用量时，应优先考虑采用大的背吃刀量，然后选择一个适当的进给量，最后再选择合理的切削速度。后选择一个适当的进给量，最后再选择合理的切削速度。 上述切削用量选择原则是从最低切削温度出发考虑的，上述切削用量选择原则是从最低切削温度出发考虑的，这也是制订零件加工工艺规程时，确定切削用量的原则。这也是制订零件加工工艺规程时，确定切削用量的原则。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东

44、西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物（二）刀具几何参数的影响（二）刀具几何参数的影响 1. 1. 前角前角0 0 的影响的影响 0 0 变形程度变形程度F F q 但但0 0 182020时，因散热体积时，因散热体积，q 随前角的增大而上升。故前角不宜过大。随前角的增大而上升。故前角不宜过大。2. 2. 主偏角主偏角r r的影响的影响 r r ，切削刃的工作长度，切削刃的工作长度 ，且刀尖角减小，使且刀尖角减小，使散热面积散热面积q 反之，减小主偏角，对降低切削温度和提高刀具耐用反之，减小主偏角，对降低切削温度和提高刀具耐用度是有

45、利的。度是有利的。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物（三）刀具磨损的影响（三）刀具磨损的影响 刀具磨损后，切削刃变钝，刃区前方的挤压作用增大，刀具磨损后，切削刃变钝，刃区前方的挤压作用增大，使切削区的塑性变形增加；使切削区的塑性变形增加； 同时磨损后的刀具后角基本为零，与工件的摩擦增大，同时磨损后的刀具后角基本为零，与工件的摩擦增大，两者均使切削热增多。刀具磨损对两者均使切削热增多。刀具磨损对Q影响越显著。影响越显著。（四）切削液的影响（四）切削液的影响 浇切削液对浇切削液对切削温度切削温度刀

46、具磨损刀具磨损加工质量有明显效果。加工质量有明显效果。 热导率比热容和流量越大，本身温度越低冷却效果越显著热导率比热容和流量越大，本身温度越低冷却效果越显著我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物（五）工件材料的影响（五）工件材料的影响（1 1）硬度和强度的影响）硬度和强度的影响 工件材料的硬度、强度越高，切削时所消耗的功越多，工件材料的硬度、强度越高，切削时所消耗的功越多，产生的切削热也越多，切削温度就越高。产生的切削热也越多，切削温度就越高。（2 2）导热系数的影响）导热系数的影响 工件材料导热

47、系数越低，切削区热量的传出越少，切工件材料导热系数越低，切削区热量的传出越少，切削温度就越高。削温度就越高。（3 3）抗拉强度和延伸率的影响）抗拉强度和延伸率的影响 脆性金属的抗拉强度和延伸率都较小，切削过程中切脆性金属的抗拉强度和延伸率都较小，切削过程中切削区的塑性变形很小，切削呈崩脆切削，与前刀面的摩擦削区的塑性变形很小，切削呈崩脆切削，与前刀面的摩擦也很小，所以产生的切削力较小，切削温度一般比切削钢也很小，所以产生的切削力较小，切削温度一般比切削钢料时低。料时低。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一

48、个活的生物 三三. 降低切削温度的措施降低切削温度的措施(1) 选择合理的几何角度和切削用量选择合理的几何角度和切削用量(2) 切削时使用切削液切削时使用切削液影响因素：切削用量、工件材料、刀具材料及几何参数等。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物刀具失效形式：刀具失效形式：磨损磨损 （正常工作时逐渐产生的损耗）（正常工作时逐渐产生的损耗） 破损破损 （突发的破坏，随机的）（突发的破坏，随机的）（一）前刀面磨损（一）前刀面磨损 切塑性材料，切塑性材料，v 和和ac（0.1mm)较大时，在前刀面上

49、形较大时，在前刀面上形成月牙洼磨损，以最大深度成月牙洼磨损，以最大深度KT 表表示。这是由于切削塑性材料时产示。这是由于切削塑性材料时产生的连续切削与前刀面发生的剧生的连续切削与前刀面发生的剧烈摩擦而引起的。烈摩擦而引起的。第四节 刀具磨损及耐用度一、刀具磨损形式切屑脆性材料时，前刀面不形成月牙洼。切屑脆性材料时，前刀面不形成月牙洼。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物（二）后刀面磨损（二）后刀面磨损 切削脆性材料或切削脆性材料或v 和和ap（ 0.1mm)较小切塑性较小切塑性 材料材料时，主要

50、发生这种磨损。使实际的切削刃有一定的圆弧和时，主要发生这种磨损。使实际的切削刃有一定的圆弧和塌刃，因此形成显著的负后角部分，与已加工表面有剧烈塌刃，因此形成显著的负后角部分，与已加工表面有剧烈的摩擦。的摩擦。（三）前后刀面同时磨损（三）前后刀面同时磨损 这是一种兼有前两种磨损形式。切削塑性金属这是一种兼有前两种磨损形式。切削塑性金属时，经常会发生这种磨损。时，经常会发生这种磨损。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 1. 1. 初期磨损阶段初期磨损阶段 在这一阶段，刀具磨削在这一阶段，刀具磨削很