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一 切屑形成过程及变形区的划分 & i X. h: P3 \1 t2 I
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大量的实验和理论分析证明,塑性金属切削过程中切屑的形成过程就是切削层金属的变形过程。切削层的金属变形大致划分为三个变形区:第一变形区(剪切滑移)、第二变形区(纤维化)、第三变形区(纤维化与加工硬化)。 4 a: Z/ ?( @+ m
& P f: F& J5 [; K$ J 二 积屑瘤的形成及其对切削过程的影响 ; V1 i& u2 p. d' P. E' l
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在切削速度不高而又能形成连续切屑的情况下,加工一般钢料或其它塑性材料时,常常在前刀面处粘着一块剖面有时呈三角状的硬块。它的硬度很高,通常是工件材料的2-3倍,在处于比较稳定的状态时,能够代替刀刃进行切削。这块冷焊在前刀面上的金属称为积屑瘤或刀瘤。
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积屑瘤是如何形成的? ' S( ^" A4 f. H/ }3 }) J! u
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切屑对前刀面接触处的摩擦,使前刀面十分洁净。 ! n0 w" H9 a" F( m+ L' m0 l/ w) C
% W3 z# S$ V- G7 A9 s( \& n3 }$ ]2 D 当两者的接触面达到一定温度同时压力又较高时,会产生粘结现象,即一般所谓的“冷焊”。切屑从粘在刀面的底层上流
- y) |- ~1 i+ z* h' M5 J过,形成“内摩擦”。 : r/ D2 t5 S* x/ B' c% @+ T+ n& [
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如果温度与压力适当,底层上面的金属因内摩擦而变形,也会发生加工硬化,而被阻滞在底层,粘成一体。 + _) Y" @: Y# m$ s# p8 ?
6 W" `( U: T+ z" K- q 这样粘结层就逐步长大,直到该处的温度与压力不足以造成粘附为止。 ) Q i+ Y0 a T. z, K8 C
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+ c: `7 d$ w: J. b/ g% N$ g. \/ o 所以积屑瘤的产生以及它的积聚高度与金属材料的硬化性质有关,也与刃前区的温度和压力分布有关。一般说来,塑性材料的加工硬化倾向愈强,愈易产生积屑瘤;温度与压力太低,不会产生积屑瘤;反之,温度太高,产生弱化作用,也不会产生积屑瘤。走刀量保持一定时,积屑瘤高度与切削速度有密切关系, 9 _, B/ C5 m) O: M6 a
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积屑瘤对切削过程的影响
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实际前角增大 1 E g& p. i& u4 c# J" ~8 r
" b- D$ B0 I. P) O) t6 M% ` 它加大了刀具的实际前角,可使切削力减小,对切削过程起积极的作用。积屑瘤愈高,实际前角愈大。 " d/ U, m2 u+ Z1 M! _% ^7 n
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增大切削厚度
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使加工表面粗糙度增大 $ C- e4 Z9 u/ B4 z( U' b% u5 k
|! F7 Y2 [1 L/ B6 [5 ^ 积屑瘤的底部则相对稳定一些,其顶部很不稳定,容易破裂,一部分连附于切屑底部而排出,一部分残留在加工表面上,积屑瘤凸出刀刃部分使加工表面切得非常粗糙,因此在精加工时必须设法避免或减小积屑瘤。
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对刀具寿命的影响
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! M" t; M* N3 Q, j9 ~ 积屑瘤粘附在前刀面上,在相对稳定时,可代替刀刃切削,有减少刀具磨损、提高寿命的作用。但在积屑瘤比较不稳定的情况下使用硬质合金刀具时,积屑瘤的破裂有可能使硬质合金刀具颗粒剥落,反而使磨损加剧。
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防止积屑瘤的主要方法 , i$ |9 u' g+ J; Q5 k0 t/ F, j
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2 \8 e5 j: |# ^1 Y 降低切削速度,使温度较低,粘结现象不易发生;
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5 c% z( k" H6 O! M 采用高速切削,使切削温度高于积屑瘤消失的相应温度;
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' d" O! g" X3 p+ J1 r( u; Q0 h 采用润滑性能好的切削液,减小摩擦; T6 Z5 J' h( |% E6 A$ a
3 |! L$ ]$ M, I1 j$ c3 K0 E- ~: D 增加刀具前角,以减小切屑与前刀面接触区的压力; 6 h7 Z0 y) j- C, s5 }, Z7 D+ t
: ~& O. _4 G0 R' S. b 适当提高工件材料硬度,减小加工硬化倾向。 |
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