刃倾角的正负影响排屑的方向

yingxiong

切削时,刀具刃倾角的正负影响排屑的方向.哪位朋友可以解释一下
为何刃倾角为正时,排屑方向在待加工面?
: ~! m, O8 E$ C5 e9 h. e/ G  P: z1 }为何刃倾角为负时,排屑方向在已加工面

zhangzu

大刃倾角切削的变形研究
* G; H& ^5 g4 t  ?4 q3 m- K  c简介：1 斜角切削的速度以往对斜角切削的研究，刃倾角ls几乎都局限于≤45°的范围，对于刃倾角ls＞45°时的切屑变形，迄今尚无人进行过具体研究。本文以刃倾角ls＞45°的斜角切削为基础，分析了大刃倾角斜角切削低碳钢板时的变形情况。 在斜角切削中，工件相对于斜角切削刀具切削刃上某一点的切削速度vc可分解为垂直于切削刃的速度分量vn和平行于切削刃的速度分量vT，如图1所示，即有 图1

1 斜角切削的速度以往对斜角切削的研究，刃倾角ls几乎都局限于≤45°的范围，对于刃倾角ls＞45°时的切屑变形，迄今尚无人进行过具体研究。本文以刃倾角ls＞45°的斜角切削为基础，分析了大刃倾角斜角切削低碳钢板时的变形情况。 在斜角切削中，工件相对于斜角切削刀具切削刃上某一点的切削速度vc可分解为垂直于切削刃的速度分量vn和平行于切削刃的速度分量vT，如图1所示，即有
4 y" d, f6 U' _1 Y) q/ b1 `1 s

http://www.cimthn.cn/uploadfile/200710/20071009091601365.gif 图1 斜角切削的速度分解

vn＝vccosls
1 D& l) e# Z! I+ G+ UvT＝vcsinls从以上公式可看出，刃倾角ls的绝对值越大，则平行于切削刃的速度分量vT越大，垂直于切削刃的速度分量vn越小。随着刃倾角ls的变化，速度分量vT和vn也随之变化。 当ls＜45°时，cosls＞sinls，vn＞vT，垂直于切削刃的金属塑性流动占主导地位；当ls＝45°时，cosls＝sinls＝1，vn＝vT；当ls＞45°时，cosls＜sinls，vT＞vn，平行于切削刃的金属塑性流动占主导地位。通常将刃倾角ls＞45°的斜角切削称为大刃倾角切削。 2 大刃倾角切削的切削变形试验大刃倾角切削的切削变形情况，迄今尚未见研究报道。本文采用快速落刀方法获取切屑根部的标本，通过观察切屑根部标本的外形和金相磨片，对大刃倾角切削的切削变形进行较为全面的分析。

• 试验条件
  • 使用机床：B6050B刨床
  • 刀具材料：高速钢，法向前角gn＝30°，法向后角an＝8°
  • 工件材料：厚度为1.2mm的低碳钢(Q235)钢板
  • 切削用量：切削速度vc＝6．12m/min，切削厚度hD＝0．2mm，干切削
• 切屑根部的外形 采用不同的刃倾角ls进行切削，通过快速落刀方法获取了两组切屑根部标本。通过扫描电镜对标本的外观形状进行观察，并分析其变形情况。标本照片如图2、图3所示。
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  http://www.cimthn.cn/uploadfile/200710/20071009091601284.gifhttp://www.cimthn.cn/uploadfile/200710/20071009091602675.gif 图2 ls＝0°时的切屑根部外形(×60) [td=1,1,255]http://www.cimthn.cn/uploadfile/200710/20071009091602479.gifhttp://www.cimthn.cn/uploadfile/200710/20071009091603479.gif 图3 ls＝60°时的切屑根部外形(×60)

  从图2可看出，当ls＝0°时，切屑的横向变形很大，切屑的中部因横向变形的挤压而明显凸起，切屑表面上剪切滑移痕迹十分突出，切屑厚度比图3大得多。随着刃倾角ls的增大，切屑的横向变形减小。当ls＝60°时，切屑厚度明显减小，切屑表面上剪切滑移的痕迹已不明显，这主要是因为切削中平行于切削刃的金属塑性流动所致。
• 切屑根部的金相磨片
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  http://www.cimthn.cn/uploadfile/200710/20071009091603535.gif , y0 \  m$ m: k! q5 ]图4 斜角切削的剪切角fl

  斜角切削的剪切角如图4所示，其由直角切削的剪切角f偏斜为fl，由于斜角切削刃倾角的存在，使切屑流出方向相对于切削刃的法向偏斜了一个角度fl(流屑角)，从而使fl＞f，这是由于变形系数Dh和剪切角f存在如下关系：

  Dh= [td]cos(f+g0)
  	sinf

  因此，随着剪切角f的增大，变形系数Dh减小，从而使切屑的变形减小。 为了清楚地观察刃倾角的变化引起的切削变形的变化，可通过制备切屑根部的金相磨片，在金相显微镜下进行观察分析。
  • 切屑根部沿切削刃法剖面上的金相组织变形　采集切屑根部标本的试验条件同上，金相磨片是在切削刃的法剖面上制备的，切削时的刃倾角ls分别为45°、60°和75°。切屑根部金相显微照片如图5、图6和图7所示。
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    http://www.cimthn.cn/uploadfile/200710/20071009091604400.gif 6 H" E! i' @5 H- T- A2 ~1 o图5 ls＝45°时垂直于切削刃的切屑根部金相显微照片(×100) [td=1,1,180]http://www.cimthn.cn/uploadfile/200710/20071009091607403.gif 图6 ls＝60°时垂直于切削刃的切屑根部金相显微照片(×100) [td=1,1,180]http://www.cimthn.cn/uploadfile/200710/20071009091608594.gif 7 H7 W& w9 @2 {4 @图7 ls＝75°时垂直于切削刃的切屑根部金相显微照片(×100)

    从以上照片可看出，当ls＝45°时，切削变形大，晶粒拉得很长，切剪滑移面明显可见，切屑很厚；而当ls为60°和75°时，晶粒的变形相对来说小了很多，切屑厚度大幅度减小。三张照片的放大倍数相同，从照片上可直观地看出切屑厚度变化和晶粒变形的情况。所以，当平行于切削刃的切削速度远大于垂直于切削刃的切削速度时，切削变形可大幅度减小。
  • 切屑根部沿切削刃方向上的金相组织变形　在沿切削刃的方向上制备金相磨片，切削时的刃倾角ls分别为45°和75°。金相显微照片如图8和图9所示。
    2 L2 l+ R! Z9 ]

    http://www.cimthn.cn/uploadfile/200710/20071009091608471.gif $ L  |4 |& r0 y% {9 J! a图8 ls＝45°时沿切削刃方向的切屑根部金相显微照片(×100) [td=1,1,255]http://www.cimthn.cn/uploadfile/200710/20071009091609713.gif 9 r, {8 R9 Q; D图9 ls＝75°时沿切削刃方向的切屑根部金相显微照片(×100)

    图8和图9中的细线为切削刃的位置，当ls＝45°时，切屑上晶粒的变形区域较宽，照片中切屑部分的晶粒全部变形；而当ls＝75°时，由于平行于切削刃的切削速度的作用，切屑上晶粒变形区域明显变窄，切屑上部的晶粒基本没有变形。
  通过对切屑根部外形和金相显微组织变形情况的分析可知，大刃倾角切削的变形很小。
• 刃倾角与变形系数和剪应变的关系。 为了直观地分析刃倾角的变化对切屑变形的影响，测量绘制了切屑变形系数和刃倾角的关系曲线(见图10)，试验条件同上。通过变形系数和剪应变的换算，可得到剪应变与刃倾角的关系曲线(见图11)。
  2 s; r$ H$ G. S, ^& P9 K

  http://www.cimthn.cn/uploadfile/200710/20071009091611799.gif 2 O  a4 g9 k" U, ]图10 变形系数Dh、与刃倾角ls的关系曲线 [td=1,1,215]http://www.cimthn.cn/uploadfile/200710/20071009091612386.gif 图11 剪应变e与刃倾角ls的关系曲线

  从图10可以看出，当ls＝75°时，切屑变形系数趋近于1，切屑的变形很小，与此图相对应的图11中，剪应变e随着ls增大而大幅度减小。 由于采用大刃倾角切削可大大减小切屑变形，因此将大刃倾角切削原理应用于金属长纤维的切削加工中，可得到延伸率好、强度高的金属长纤维。

3 结论

• 进行大刃倾角切削时，平行于切削刃的速度分量大于垂直于切削刃的速度分量，可大幅度减小切削变形；
• 当刃倾角ls＝75°时，切屑变形系数接近于1，这主要是由于切削时沿着切削刃的切削速度起着主导作用所致；
• 将大刃倾角切削应用于金属长纤维的加工中，可获得高性能的金属长纤维

yingxiong

原帖由 yingxiong 于 2008-1-18 16:28 发表 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif
切削时,刀具刃倾角的正负影响排屑的方向.哪位朋友可以解释一下
8 X7 A. w% Q8 I0 t2 H& h- N) i为何刃倾角为正时,排屑方向在待加工面?
为何刃倾角为负时,排屑方向在已加工面

. }) D5 k  _* V9 C0 m刀具刃倾角的正负影响排屑的方向,哪位可以解释一下

zhangzu

影响切屑流出方向    刃倾角ls的大小和正负，直接影响切屑的流出方向（见图3-38）。当ls为负值时，切屑流向已加工表面，易划伤已加工表面；ls为正值时，切屑流向待加工表面。精加工时，常取正刃倾角。

yingxiong

楼上的回答在在大多数工艺书上都能找到
+ q# W$ i* B3 d% Y. X) n
: j* P  l- i, g3 G2 U  |2 \哪位能解释一下?

lichao321123126

用最实用的一句话概括：刃倾角的正负
- n4 l9 z9 [  w; Q1 l) I精加工：刃倾角为正；粗加工刃倾角为负。

渔樵

如图所示：
当刃倾角为负时，及λ<0
0 ~9 g' k% r: E沿主切削刃方向，主刀面各点呈降低趋势，当切屑被主刀刃切离流出时会被主刀面控制向低点方向卷曲流出。即切屑向已加工表面流出。
相反当刃倾角为正时，及λ>0,切屑会向待加工表面卷曲流出。
个人理解。

carolliu6

好困惑啊，查了一晚上的资料，也没搞明白！