第二章金屬切削過程的基本規(guī)律本章應(yīng)知本章應(yīng)會(huì)1.了解金屬切削變形三區(qū)域、變形四要素、切屑四種基本形式。2.了解切削力及其影響三要素。3.了解切削熱的產(chǎn)生、切削溫度的分布及散熱介質(zhì)、散熱比例等。4.掌握刀具磨損階段及磨損原因。1.會(huì)依據(jù)切屑的顏色判斷其切削的溫度，并依據(jù)其是否合理適當(dāng)采取改進(jìn)措施。2.對(duì)積屑瘤的產(chǎn)生能進(jìn)行控制。第一節(jié)切削變形二、影響切削變形的主要因素

1.工件材料2.前角一、切削變形的原理二金屬切削過程的基本規(guī)律3.切削速度4.進(jìn)給量圖2-2變形區(qū)滑移線和流線示意圖舉例第一節(jié)切削變形

圖2-3前角對(duì)變形系數(shù)的影響二金屬切削過程的基本規(guī)律a）γｏ為負(fù)值b）γｏ為正值圖2-4切削速度對(duì)變形的影響加工條件：工件材料-45鋼，刀具材料W18Cr4Vγｏ＝５°ｆ＝０.３ｍｍ／ｒ，直角自由切削圖2-5進(jìn)給量對(duì)切削變形的影響加工條件：工件材料50鋼，刀具材料硬質(zhì)合金刀具

γｏ＝１０°

κｒ＝６０°

λｓ＝０°ｒｓ＝１.５ｍｍ第二節(jié)切削種類

二、節(jié)狀切屑

三、單元切屑一、帶狀切屑二金屬切削過程的基本規(guī)律四、崩碎切屑

圖2-6切屑形態(tài)a）帶狀切屑b）節(jié)狀切屑ｃ）單元切屑d）崩碎切屑第三節(jié)積屑瘤

一、機(jī)屑瘤的形成三、積屑瘤的控制1）通過熱處理降低材料的塑性，提高硬度，減少滯留層的產(chǎn)生。2）控制切削速度，以控制切削溫度。3）增大刀具前角，合理調(diào)節(jié)切削參數(shù)，提高刀具刃磨質(zhì)量，合理選用切削液，使摩擦力減小，切削溫度降低，積屑瘤就不易產(chǎn)生。二、積屑瘤對(duì)加工過程的影響二金屬切削過程的基本規(guī)律圖2-7積屑瘤如圖第四節(jié)切削力和切削功率

一、切削力

1.切削力的來源圖2-8切削力分析a）作用在刀具上的力b）、c）切削時(shí)的合力及分力

2.切削合力及分力二金屬切削過程的基本規(guī)律由圖2-8可得第四節(jié)切削力和切削功率

1）背吃刀量和進(jìn)給量

3.影響切削力的因素（1）工件材料（2）切削用量

切削用量中對(duì)切削力的影響最大的是背吃刀量，其次是進(jìn)給量，切削速度對(duì)切削力的影響程度最小。二金屬切削過程的基本規(guī)律圖2-9背吃刀量ａｐ、進(jìn)給量ｆ對(duì)切削力Ｆｃ的影響第四節(jié)切削力和切削功率

2）切削速度二金屬切削過程的基本規(guī)律圖2-10切削速度ｖ對(duì)切削力Ｆｃ的影響加工條件：工件材料－45鋼刀具材料－YT15刀具幾何角度：γｏ＝１５°κｒ＝４５°κ′ｒ＝１５°切削用量：ａｐ＝２ｍｍ

ｆ＝0.2ｍｍ／ｒ第四節(jié)切削力和切削功率

1）前角γｏ：前角γｏ增大，刀具、切屑接觸面摩擦減少，切削變形小，故切削力減小。2）主偏角κｒ：主偏角對(duì)Ｆｆ、Ｆｐ影響較大，對(duì)Ｆｃ影響較小3）刃傾角λｓ：刃傾角λｓ對(duì)主切削力影響很小，但對(duì)切深抗力Ｆｐ和進(jìn)給抗力Ｆｆ影響較大。二、切削功率二金屬切削過程的基本規(guī)律式中Ｐｍ——切削功率（kW）Ｆｃ——切削力（N）

ｖ——切削速度（m/min）機(jī)床電動(dòng)功率Ｐｅ（kＷ）：其中（3）刀具幾何角度第五節(jié)切削熱與切削溫度一、切削熱切削熱向切屑、刀具、工件和周圍介質(zhì)中傳散，但其比例是不同的，一般切屑帶走的熱量最多，工件次之，刀具中較少，周圍介質(zhì)中最少。

二金屬切削過程的基本規(guī)律表2-1車削和鉆削時(shí)切削熱由各部分傳出的比例Q屑Q刀Q工Q介車削50%~86%10%~40%3%~9%1%鉆削28%14.5%52.5%5%傳散比例與切削速度有關(guān)，提高切削速度摩擦熱增多，切屑帶走的熱量也增多，傳入工件和刀具的熱量減少，留在工件中的熱量更少。故高速切削對(duì)切削加工較為有利。第五節(jié)切削熱和切削溫度二、切削溫度

1.切削溫度的分布切削溫度在刀具、切屑、工件上分布極不均勻，在切屑中，底層溫度最高；在刀具中，靠近切削刃處（約1mm）溫度最高；在工件中，切削刃附近溫度最高。二金屬切削過程的基本規(guī)律切削鋼料時(shí)，切屑表面產(chǎn)生一層氧化膜，它的顏色隨切削溫度的高低而變化，可從切屑顏色大致判斷切削溫度高低。300℃以下切屑呈銀白色；400℃左右呈黃色；500℃左右呈深藍(lán)色；600℃左右呈紫黑色2.影響切削溫度的因素（1）工件材料（2）切削用量

二金屬切削過程的基本規(guī)律（3）刀具幾何參數(shù)三、刀具磨損和刀具壽命1.刀具的磨損形式（1）正常磨損１）后面磨損２）前面磨損３）前、后面同時(shí)磨損

圖2-12刀具的磨損形式a）后面磨損b）前面磨損c）前、后面同時(shí)磨損第五節(jié)切削熱和切削溫度第五節(jié)切削熱和切削溫度二金屬切削過程的基本規(guī)律（2）非正常磨損2.刀具的磨損過程圖2-13刀具磨損典型曲線磨損過程，大致分三個(gè)階段:初期磨損階段正常磨損階段急劇磨損階段舉例第五節(jié)切削熱和切削溫度二金屬切削過程的基本規(guī)律3.刀具的磨損原因（1）磨粒磨損（2）粘結(jié)磨損（3）擴(kuò)散磨損（4）相變磨損（5）氧化磨損4.刀具壽命（1）刀具壽命的概念

刀具總壽命是新刀具從開始使用起，至完全報(bào)廢為止的總切削時(shí)間。它與刀具壽命是兩個(gè)不同的概念。刀具總壽命等于刀具報(bào)廢前的刀具總壽命乘以允許的刃磨次數(shù)。第五節(jié)切削熱和切削溫度二金屬切削過程的基本規(guī)律

（2）刀具壽命的合理數(shù)值以下列出各種刀具壽命數(shù)值供應(yīng)參考：高速鋼車刀30～60min硬質(zhì)合金焊接車刀15～60min硬質(zhì)合金可換位車刀15～45min組合機(jī)床、自動(dòng)機(jī)、自動(dòng)線刀具240～480min高速鋼鉆頭80～120min硬質(zhì)合金端銑刀20～180min齒輪刀具200～300min舉例1.切削區(qū)域可劃分為哪幾個(gè)變形區(qū)？各變形區(qū)有什么特征？2.切屑有哪些種類?各種類切屑有什么特征?在什么條件下形成？3.什么是積屑瘤？它是怎樣產(chǎn)生的？生產(chǎn)中如何控制積屑瘤？4.切削力是怎樣產(chǎn)生的？總切削力可分解成哪幾個(gè)分力？各個(gè)分力有什么實(shí)用意義？5.刀具角度和切削用量對(duì)切削力