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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金屬(shu)切(qie)(qie)(qie)削工(gong)(gong)(gong)藝包(bao)括有車(che)、刨(bao)、鉆、銑等(deng)不同(tong)的類型,但是(shi)概括地看,任何使用刀(dao)具(ju)從坯件或(huo)半成(cheng)品上去除一定厚度的金屬(shu)層,而(er)得(de)到在形狀(zhuang)上及表面粗糙(cao)度上達到要求(qiu)的加工(gong)(gong)(gong)工(gong)(gong)(gong)藝都(dou)是(shi)切(qie)(qie)(qie)削加工(gong)(gong)(gong)。當工(gong)(gong)(gong)件與刀(dao)具(ju)接(jie)觸(chu),切(qie)(qie)(qie)削層金屬(shu)經過彈性(xing)變(bian)形、滑(hua)移和切(qie)(qie)(qie)離等(deng)階(jie)段而(er)變(bian)為切(qie)(qie)(qie)屑的這一過程為金屬(shu)切(qie)(qie)(qie)削。


1. 切削屑及(ji)其類型


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  崩(beng)碎(sui)切屑(xie):切削(xue)(xue)塑性很(hen)小的金屬,當(dang)工件(jian)與刀具接觸后,就會發生(sheng)彈性應力及應變。如這種剪應力或張(zhang)應力達到工件(jian)金屬的斷(duan)裂強度時,工件(jian)便會突然(ran)崩(beng)去一塊,形成如圖7-2(a)所示(shi)的崩(beng)碎(sui)切削(xue)(xue)屑(xie)。


  帶狀切(qie)屑:當(dang)切(qie)屑的(de)內(nei)應力沒(mei)有達(da)到工(gong)件金(jin)屬(shu)的(de)斷(duan)裂強度,它將沿著前(qian)傾(qing)而繼(ji)續流動,因此連綿(mian)不斷(duan),形(xing)成如圖7-2(b)所示的(de)帶狀切(qie)屑。當(dang)被切(qie)削(xue)加(jia)工(gong)材(cai)料的(de)塑性較(jiao)大(da)或刀具(ju)前(qian)角較(jiao)大(da)時(shi),常常會得(de)到這種切(qie)屑。


  節(jie)狀(zhuang)切屑(xie)(xie):當工(gong)件金屬的塑性介(jie)于(yu)上述兩(liang)種(zhong)情況之間時,便會出(chu)現如圖(tu)7-2(c)所示的節(jie)狀(zhuang)切屑(xie)(xie)。


  不僅被切削加工金屬(shu)的(de)塑性可影響屑(xie)的(de)類(lei)型,而加工條件與屑(xie)的(de)類(lei)型也有很密切的(de)關系。在一般情況下,前角愈大,切削速度愈高,切削屑(xie)愈薄(bo),切屑(xie)越有可能由粒狀(甚至崩碎)轉(zhuan)變為(wei)帶狀。


2. 金(jin)屬切削過程


 金(jin)屬切(qie)削(xue)(xue)過程(cheng)(cheng)實際上是(shi)切(qie)屑(xie)形成(cheng)過程(cheng)(cheng)。比(bi)較典型的(de)(de)切(qie)削(xue)(xue)過程(cheng)(cheng)是(shi):被(bei)切(qie)削(xue)(xue)金(jin)屬受到(dao)刀具擠壓而產(chan)生彈(dan)性變(bian)形。隨(sui)著刀具的(de)(de)切(qie)入,應力、應變(bian)逐(zhu)漸加大(da)。當剪應力達到(dao)材(cai)料的(de)(de)屈服(fu)強度時,開始產(chan)生塑性變(bian)形-滑(hua)移(yi)。刀具再繼續切(qie)入,當剪應力達到(dao)材(cai)料的(de)(de)抗拉強度時,金(jin)屬層經(jing)過剪切(qie)滑(hua)移(yi)后被(bei)擠裂而形成(cheng)切(qie)屑(xie)。實際上,由(you)于加工材(cai)料等(deng)條(tiao)件不同,切(qie)削(xue)(xue)過程(cheng)(cheng)的(de)(de)這三個(ge)階(jie)段并不完全顯示出(chu)來。例如,加工鑄鐵等(deng)脆性材(cai)料時,被(bei)切(qie)層在彈(dan)性變(bian)形后很快形成(cheng)切(qie)屑(xie)離(li)開母材(cai),而加工塑性好(hao)的(de)(de)鋼(gang)材(cai)滑(hua)移(yi)階(jie)段特別明顯。由(you)于切(qie)屑(xie)形成(cheng)的(de)(de)過程(cheng)(cheng)不同,切(qie)屑(xie)的(de)(de)形狀也不一樣。


3. 切削熱


 切(qie)(qie)削(xue)(xue)和摩(mo)擦(ca)相似(si),切(qie)(qie)削(xue)(xue)是表面(mian)層切(qie)(qie)削(xue)(xue)現象,而(er)摩(mo)擦(ca)是極薄(bo)的(de)表面(mian)現象,切(qie)(qie)削(xue)(xue)熱(re)主(zhu)要包(bao)括來源于彈性、塑性變形所產(chan)生的(de)熱(re)以及摩(mo)擦(ca)所產(chan)生的(de)熱(re)。


4. 切削液


  切削液的功(gong)能,一方面(mian)可(ke)以減少摩擦,另一方面(mian)可(ke)以起到(dao)冷(leng)卻(que)作(zuo)用。此外,還有降低金屬強度的作(zuo)用。