金属切削加工及装备 教学配套课件 吴拓 第四章 Sect.1,2.pdfVIP

金属切削加工及装备——第四章 金属切削加工及装备——第四章 第一节 第一节 金属切削的变形过程 金属切削的变形过程 金属切削过程是指从工件表面切除多余 金属形成已加工表面的过程，该过程也 是一个切屑形成的过程。 伴随着切屑的形成，会产生切削变形、 积屑瘤、表面硬化、切削力、切削热和 刀具磨损等物理现象。 一、切削变形 一、切削变形 变形区的划分 变形区的划分 在金属切削过程中，被切削金属层经 刀具的挤压作用，发生弹性变形、塑性 变形、直至切离工件形成切屑沿刀具前 刀面排出。通常 将这个过程大致 分为三个变形区。  第一变形区 由OA线和OM线围成的区域（Ⅰ）称为 第一变形区，也称剪切滑移区，是切削 过程中产生变形的主要区域 OA为始滑移线，OM为终滑移线 一般切削速度下，第一变形区的宽度仅 为0.020.2mm 。所以可用一个平面OM （剪切面）表示第一变形区。剪切面OM 与切削速度方向的夹角称为剪切角  第二变形区 它是指刀—屑接触区（Ⅱ） 切屑沿前刀面流出时进一步受到前刀 面的挤压和摩擦，使靠近前刀面处金 属纤维化，其方向基本上和前刀面平 行。又称为挤压变形区 第三变形区 指刀— 工件接触区（Ⅲ）。在第三 变形区里，后刀面施加法向力Frn和 摩擦力Fr于工件。Frn使工件产生径 向的塑性和弹性变形，Fr使已加工 表面产生切向的塑性和弹性变形。 切削层金属以v 进入第一变形区后便开 c 始塑性变形，晶粒伸长运动到刀刃 时，晶粒成纤维状，最后包围刀尖 刀尖以上部分沿前刀面流出，成为刀 屑底层；刀尖以下部分沿后刀面流 出，且纤维越伸越长、越细，最后拉 断，成为已加工表面层。 切削层部分金属进入第三变形区后发 生塑性变形，随着进入第三变形区深 度的增大，塑性变形亦增大。在第一 变形区发生纤维化的金属，有很小一 部分进入第三变形区。第三变形区以 外的金属发生弹性变形，这些金属离 开弹性变形区后，弹性变形便恢复。 由此可知，已加工表面受到挤压、摩 擦、变形、切削热等作用。 二、切屑的形成 二、切屑的形成 刀具和工件接触，材料受到挤压，内部 产生应力和弹性变形外力F ↗，材料 内部应力和变形↗弹性变形↗当剪 应力达到材料的屈服强度 τ时，材料将 s 沿着与走刀方向成45的剪切面滑移，即 产生塑性变形外力F ↗，滑移量↗ 切削层金属与工件基体分离，形成切 屑，沿前刀面流出。 切屑的 形成过程 三、切屑的形态 三、切屑的形态 切屑形态主要有四种类型 带状切屑 挤裂切屑 （又称节状切屑） 单元切屑 （又称粒状切屑） 崩碎切屑 四、切屑变形程度的衡量 四、切屑变形程度的衡量 通常用切屑厚度压缩比 Λh ( λ的大写) （以前称为切屑变形系数 ξ）、剪切变 形（以前称为相对滑移） ε和剪切角  作为衡量切屑变形程度的指标。 相对滑移 （剪切变形）ε 是个反映切削变形中金属滑移本质的 系数 切削层中HN线滑移至GP位置时的瞬 时位移为Δy ，其滑移量为Δs 。滑移 量Δs越大，说明变形越严重。 相对滑移 相对滑移 ε表示为： ε= Δs/ Δy =(n’p + pn”)/MP =cot+ tan(- γ) o coso