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)屬切(qie)(qie)(qie)(qie)削工藝包(bao)括(kuo)有(you)車、刨(bao)、鉆、銑等不同(tong)的(de)類型,但是概(gai)括(kuo)地(di)看,任何使(shi)用刀(dao)具從坯(pi)件或半成品(pin)上去除(chu)一定(ding)厚度(du)的(de)金(jin)屬層,而得到在形(xing)狀上及表面粗糙度(du)上達(da)到要求的(de)加(jia)(jia)工工藝都(dou)是切(qie)(qie)(qie)(qie)削加(jia)(jia)工。當工件與刀(dao)具接觸,切(qie)(qie)(qie)(qie)削層金(jin)屬經過彈性變形(xing)、滑(hua)移和切(qie)(qie)(qie)(qie)離等階段而變為(wei)切(qie)(qie)(qie)(qie)屑的(de)這一過程為(wei)金(jin)屬切(qie)(qie)(qie)(qie)削。


1. 切削屑(xie)及其類型


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  崩(beng)碎(sui)切(qie)屑(xie):切(qie)削塑性很小的金屬,當工(gong)(gong)件與刀具接觸后(hou),就會(hui)發生彈性應(ying)力及(ji)應(ying)變。如這種剪應(ying)力或張應(ying)力達到工(gong)(gong)件金屬的斷裂強(qiang)度(du)時,工(gong)(gong)件便(bian)會(hui)突(tu)然崩(beng)去(qu)一塊,形成如圖(tu)7-2(a)所示的崩(beng)碎(sui)切(qie)削屑(xie)。


  帶(dai)狀(zhuang)切屑(xie):當(dang)切屑(xie)的內應(ying)力沒有達到工(gong)件金屬(shu)的斷(duan)裂強度,它將沿著前傾而繼(ji)續流(liu)動,因此(ci)連綿不(bu)斷(duan),形成如圖7-2(b)所示的帶(dai)狀(zhuang)切屑(xie)。當(dang)被切削加工(gong)材料的塑性較大或刀具前角較大時(shi),常常會得到這(zhe)種切屑(xie)。


  節狀切屑(xie):當工件金屬的(de)塑(su)性介于上述兩種情況之間時,便會出(chu)現如(ru)圖(tu)7-2(c)所示的(de)節狀切屑(xie)。


  不僅被切(qie)削(xue)加工(gong)金屬的(de)塑性可影(ying)響屑的(de)類型(xing)(xing),而加工(gong)條件與屑的(de)類型(xing)(xing)也有(you)很密切(qie)的(de)關系。在一般情況下,前角愈大,切(qie)削(xue)速度愈高,切(qie)削(xue)屑愈薄,切(qie)屑越有(you)可能(neng)由粒狀(甚(shen)至崩碎(sui))轉(zhuan)變為帶狀。


2. 金屬切削過(guo)程


 金屬(shu)切(qie)(qie)削(xue)(xue)過程實(shi)際(ji)上(shang)是切(qie)(qie)屑(xie)(xie)(xie)形(xing)成(cheng)(cheng)過程。比(bi)較典型的(de)切(qie)(qie)削(xue)(xue)過程是:被切(qie)(qie)削(xue)(xue)金屬(shu)受到刀具(ju)擠壓而(er)產生彈性(xing)變(bian)形(xing)。隨著刀具(ju)的(de)切(qie)(qie)入,應力、應變(bian)逐漸(jian)加大。當剪(jian)應力達(da)到材(cai)料的(de)屈服強(qiang)度(du)時(shi)(shi),開(kai)始產生塑(su)(su)性(xing)變(bian)形(xing)-滑移(yi)(yi)。刀具(ju)再繼續切(qie)(qie)入,當剪(jian)應力達(da)到材(cai)料的(de)抗拉強(qiang)度(du)時(shi)(shi),金屬(shu)層經過剪(jian)切(qie)(qie)滑移(yi)(yi)后(hou)被擠裂而(er)形(xing)成(cheng)(cheng)切(qie)(qie)屑(xie)(xie)(xie)。實(shi)際(ji)上(shang),由于加工(gong)材(cai)料等(deng)條(tiao)件不(bu)(bu)同(tong)(tong),切(qie)(qie)削(xue)(xue)過程的(de)這三個階段(duan)并不(bu)(bu)完全顯示出來。例如,加工(gong)鑄鐵等(deng)脆性(xing)材(cai)料時(shi)(shi),被切(qie)(qie)層在彈性(xing)變(bian)形(xing)后(hou)很快形(xing)成(cheng)(cheng)切(qie)(qie)屑(xie)(xie)(xie)離開(kai)母材(cai),而(er)加工(gong)塑(su)(su)性(xing)好的(de)鋼(gang)材(cai)滑移(yi)(yi)階段(duan)特別明顯。由于切(qie)(qie)屑(xie)(xie)(xie)形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)過程不(bu)(bu)同(tong)(tong),切(qie)(qie)屑(xie)(xie)(xie)的(de)形(xing)狀也不(bu)(bu)一(yi)樣。


3. 切削熱


 切削(xue)(xue)和摩(mo)擦(ca)相似(si),切削(xue)(xue)是表(biao)面層(ceng)切削(xue)(xue)現(xian)象,而摩(mo)擦(ca)是極薄的(de)表(biao)面現(xian)象,切削(xue)(xue)熱主要包括來(lai)源于(yu)彈(dan)性(xing)、塑(su)性(xing)變形(xing)所產生的(de)熱以及摩(mo)擦(ca)所產生的(de)熱。


4. 切削液


  切削液的(de)功能,一方(fang)面可以(yi)減少(shao)摩擦,另一方(fang)面可以(yi)起到冷卻作用。此外,還有降(jiang)低金屬強度的(de)作用。