金(jin)屬切削(xue)加(jia)工(gong)是利用切削(xue)刀具從毛坯上切除多余的(de)金(jin)屬,以獲得要求的(de)形狀,尺寸和表面精度(du)的(de)零件的(de)加(jia)工(gong)方法。
鑄造、鍛壓和焊接等(deng)方法通常只能用(yong)來制造毛坯(pi)和較粗(cu)糙的(de)(de)零件。凡是精(jing)度要(yao)(yao)求較高(gao)的(de)(de)零件,一(yi)般都(dou)需要(yao)(yao)進行切削(xue)加(jia)工(gong)(gong),因此(ci)切削(xue)加(jia)工(gong)(gong)在(zai)(zai)機械(xie)制造業(ye)中占有重(zhong)要(yao)(yao)的(de)(de)地位。金屬(shu)切削(xue)加(jia)工(gong)(gong)雖然有著(zhu)各種不同(tong)的(de)(de)形(xing)式,如車、刨、銑(xian)、磨(mo)以(yi)及(ji)齒輪加(jia)工(gong)(gong)等(deng)。都(dou)是也存(cun)在(zai)(zai)著(zhu)共同(tong)的(de)(de)現象和規律。掌握這(zhe)些現象和規律以(yi)便正確進行切削(xue)加(jia)工(gong)(gong),對保證零件的(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)質量(liang),提高(gao)生(sheng)產率和降低成本,都(dou)有著(zhu)重(zhong)要(yao)(yao)的(de)(de)意義。
金屬(shu)切(qie)削(xue)(xue)(xue)工(gong)(gong)藝包括(kuo)有車、刨、鉆、銑等不同的類型,但是(shi)(shi)概括(kuo)地(di)看,任何使用刀具從坯件(jian)或(huo)半成品上(shang)去除一定厚(hou)度(du)(du)的金屬(shu)層,而得到在形狀上(shang)及表面粗糙(cao)度(du)(du)上(shang)達到要求的加工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝都(dou)是(shi)(shi)切(qie)削(xue)(xue)(xue)加工(gong)(gong)。當工(gong)(gong)件(jian)與刀具接(jie)觸,切(qie)削(xue)(xue)(xue)層金屬(shu)經過(guo)彈(dan)性變(bian)形、滑移和切(qie)離等階段(duan)而變(bian)為切(qie)屑(xie)的這(zhe)一過(guo)程為金屬(shu)切(qie)削(xue)(xue)(xue)。
1. 切(qie)削屑及其類型
a. 帶狀切(qie)屑
當切屑的(de)內應力沒有達到(dao)工(gong)件金屬的(de)斷(duan)(duan)裂強(qiang)度,它將沿著(zhu)前傾而繼續流動,因(yin)此連綿不斷(duan)(duan),形成如圖5-13(b)所示的(de)帶狀切屑。加工(gong)材料(liao)塑性較大(da)或刀具(ju)前角較大(da)時,常常得到(dao)這種切屑。
b. 崩碎切(qie)屑
切削塑性(xing)很小的金屬(shu),當工(gong)件與刀具接觸后,便會(hui)發生彈性(xing)應(ying)力及應(ying)變。如(ru)這(zhe)種剪應(ying)力或(huo)張應(ying)力達到(dao)工(gong)件金屬(shu)的斷(duan)裂強度時,工(gong)件便會(hui)突然崩去一塊,形成如(ru)圖(tu)5-13(a)所示的崩碎切削屑。
c. 節(jie)狀(zhuang)切屑(xie)
當工件金屬的塑(su)性介于上述兩(liang)種情(qing)況(kuang)之間時,便會(hui)出現如圖5-13(c)所示的節狀切屑。
不(bu)僅(jin)金屬的(de)塑性可影響屑的(de)類(lei)型(xing),加工條件與屑的(de)類(lei)型(xing)也有(you)很密切(qie)(qie)的(de)關系(xi)。在一(yi)般情況下,前角(jiao)愈(yu)大,切(qie)(qie)削速度愈(yu)高(gao),切(qie)(qie)削屑愈(yu)薄,則(ze)切(qie)(qie)屑越有(you)可能由粒狀(甚(shen)至崩碎(sui))轉變為帶狀。
2. 金屬切(qie)削過(guo)程及其實質
金屬切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)過(guo)(guo)程實際上是切(qie)(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)(xie)(xie)形成(cheng)過(guo)(guo)程。比(bi)較典型的(de)(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)過(guo)(guo)程是:被切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)金屬受到(dao)刀具(ju)擠(ji)(ji)壓(ya)而產生彈性變形;隨著(zhu)刀具(ju)的(de)(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)入(ru),應(ying)力(li)、應(ying)變逐漸加大(da);當剪(jian)應(ying)力(li)達到(dao)材(cai)(cai)料的(de)(de)屈服強度(du)時,開始產生塑性變形-滑(hua)移(yi);刀具(ju)再繼續切(qie)(qie)(qie)(qie)入(ru),當剪(jian)應(ying)力(li)達到(dao)材(cai)(cai)料的(de)(de)抗拉強度(du)時,金屬層經(jing)過(guo)(guo)剪(jian)切(qie)(qie)(qie)(qie)滑(hua)移(yi)后被擠(ji)(ji)裂從而形成(cheng)切(qie)(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)(xie)(xie)。實際上,由于加工(gong)(gong)材(cai)(cai)料等條件不(bu)(bu)同(tong),切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)過(guo)(guo)程的(de)(de)這三(san)個階段并(bing)不(bu)(bu)完全(quan)顯示出來。例(li)如,加工(gong)(gong)鑄鐵等脆性材(cai)(cai)料時,被切(qie)(qie)(qie)(qie)層在(zai)彈性變形后很快(kuai)形成(cheng)切(qie)(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)(xie)(xie)離開母材(cai)(cai)。而加工(gong)(gong)塑性好的(de)(de)鋼材(cai)(cai)滑(hua)移(yi)階段特別(bie)明顯。由于切(qie)(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)(xie)(xie)形成(cheng)的(de)(de)過(guo)(guo)程不(bu)(bu)同(tong),切(qie)(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)(xie)(xie)的(de)(de)形狀(zhuang)也(ye)不(bu)(bu)一(yi)(yi)樣,一(yi)(yi)般可分(fen)為帶狀(zhuang)切(qie)(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)(xie)(xie)、節狀(zhuang)切(qie)(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)(xie)(xie)和崩碎(sui)切(qie)(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)(xie)(xie)三(san)類(lei)。
3. 切削(xue)熱
切(qie)削(xue)(xue)和(he)摩擦相似(si),切(qie)削(xue)(xue)是表(biao)面層切(qie)削(xue)(xue)現象(xiang),摩擦是極薄的表(biao)面現象(xiang),切(qie)削(xue)(xue)熱(re)主要(yao)來(lai)源于彈(dan)性、塑性變形所(suo)產生(sheng)的熱(re)和(he)摩擦所(suo)產生(sheng)的熱(re)。
4. 切削液(ye)
切削液一(yi)(yi)方(fang)面可以(yi)(yi)減少摩擦,另(ling)一(yi)(yi)方(fang)面可以(yi)(yi)起到冷卻作(zuo)用(yong)。此外,還有降(jiang)低金屬強度的作(zuo)用(yong)。