金屬切削加工就是利用切削刀具從毛坯上切除多余的金屬,以獲得要求的形狀、尺寸和表面精度零件的加工方法。鑄造、鍛壓和焊接等工藝方法,通常只能用來制造毛坯和較粗糙的零件。凡是要求精度較高的零件,一般來說都需要進行切削加工。因此,切削加工在機械制造業中占有重要的地位。金屬切削加工雖然有各種不同的形式,如車、刨、銑、磨以及齒輪加工等(見圖7-1),但是也存在共同的現象和規律,即從毛坯上切削去多余的金屬。掌握這些現象和規律對正確地進行切削加工,對保證零件的加工質量,提高生產率和降低成本,都有著重要的意義。


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金(jin)屬(shu)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)工(gong)藝包括(kuo)有車、刨、鉆(zhan)、銑等不同的(de)類型,但(dan)是概括(kuo)地看,任(ren)何(he)使(shi)用(yong)刀具從坯件或半成品上去除(chu)一定厚度的(de)金(jin)屬(shu)層(ceng),而(er)(er)得到(dao)在(zai)形(xing)(xing)狀(zhuang)上及表面粗(cu)糙(cao)度上達到(dao)要求的(de)加工(gong)工(gong)藝都是切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)加工(gong)。當工(gong)件與刀具接觸,切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)層(ceng)金(jin)屬(shu)經(jing)過彈性變(bian)形(xing)(xing)、滑移和切(qie)(qie)(qie)(qie)離等階段而(er)(er)變(bian)為切(qie)(qie)(qie)(qie)屑的(de)這一過程為金(jin)屬(shu)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)。


1. 切削屑(xie)及其類型


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  崩碎切屑(xie):切削塑(su)性很小的金屬,當工(gong)件與刀(dao)具接觸后,就(jiu)會(hui)發生彈性應力及(ji)應變。如(ru)這種剪應力或張應力達到工(gong)件金屬的斷裂強度時,工(gong)件便會(hui)突然崩去(qu)一塊,形成如(ru)圖7-2(a)所示的崩碎切削屑(xie)。


  帶狀切屑:當切屑的(de)內應(ying)力(li)沒有(you)達到工件金(jin)屬(shu)的(de)斷裂強度,它將(jiang)沿著前傾而繼續流動(dong),因此連綿不(bu)斷,形成(cheng)如圖7-2(b)所示的(de)帶狀切屑。當被(bei)切削加工材(cai)料的(de)塑(su)性較大(da)或(huo)刀具前角較大(da)時,常(chang)(chang)常(chang)(chang)會得到這(zhe)種切屑。


  節(jie)狀(zhuang)切屑:當工件金(jin)屬的塑性介于上述兩(liang)種情況之間時,便會出現如圖7-2(c)所示的節(jie)狀(zhuang)切屑。


  不(bu)僅被切(qie)削加工金屬的塑性可(ke)影響(xiang)屑的類型,而加工條(tiao)件與屑的類型也有很密切(qie)的關系。在一般情況下,前角愈大(da),切(qie)削速度愈高,切(qie)削屑愈薄(bo),切(qie)屑越有可(ke)能由粒狀(zhuang)(甚至崩碎)轉變為(wei)帶狀(zhuang)。


2. 金屬切削過程


 金(jin)屬切(qie)(qie)(qie)削過程(cheng)實際上(shang)是切(qie)(qie)(qie)屑形(xing)成(cheng)過程(cheng)。比較典(dian)型的(de)(de)切(qie)(qie)(qie)削過程(cheng)是:被(bei)切(qie)(qie)(qie)削金(jin)屬受到刀具擠壓(ya)而(er)(er)(er)產生彈性變(bian)形(xing)。隨著刀具的(de)(de)切(qie)(qie)(qie)入,應(ying)(ying)(ying)力(li)、應(ying)(ying)(ying)變(bian)逐漸(jian)加(jia)(jia)大(da)。當(dang)剪應(ying)(ying)(ying)力(li)達到材料(liao)的(de)(de)屈服強度時,開始產生塑性變(bian)形(xing)-滑移。刀具再繼(ji)續切(qie)(qie)(qie)入,當(dang)剪應(ying)(ying)(ying)力(li)達到材料(liao)的(de)(de)抗拉強度時,金(jin)屬層經過剪切(qie)(qie)(qie)滑移后(hou)被(bei)擠裂而(er)(er)(er)形(xing)成(cheng)切(qie)(qie)(qie)屑。實際上(shang),由(you)于加(jia)(jia)工(gong)材料(liao)等(deng)條件不同,切(qie)(qie)(qie)削過程(cheng)的(de)(de)這三個階段并不完全顯示出來。例如,加(jia)(jia)工(gong)鑄鐵等(deng)脆性材料(liao)時,被(bei)切(qie)(qie)(qie)層在彈性變(bian)形(xing)后(hou)很(hen)快形(xing)成(cheng)切(qie)(qie)(qie)屑離開母材,而(er)(er)(er)加(jia)(jia)工(gong)塑性好的(de)(de)鋼材滑移階段特(te)別(bie)明顯。由(you)于切(qie)(qie)(qie)屑形(xing)成(cheng)的(de)(de)過程(cheng)不同,切(qie)(qie)(qie)屑的(de)(de)形(xing)狀也不一樣。


3. 切削熱


 切削和摩擦相似,切削是表面層切削現(xian)象(xiang),而摩擦是極薄的表面現(xian)象(xiang),切削熱主要(yao)包括來源于彈性、塑性變形所(suo)產生(sheng)的熱以(yi)及摩擦所(suo)產生(sheng)的熱。


4. 切削液


  切(qie)削液(ye)的功(gong)能,一(yi)方面可以減(jian)少摩(mo)擦(ca),另一(yi)方面可以起到冷卻(que)作(zuo)用。此外,還有降低金屬強(qiang)度的作(zuo)用。