金屬(shu)切削(xue)加工(gong)是利用切削(xue)刀(dao)具從(cong)毛坯(pi)上切除多余的金屬(shu),以獲得要求的形狀,尺寸(cun)和表面精(jing)度的零件的加工(gong)方法(fa)。
鑄(zhu)造、鍛壓和(he)(he)(he)焊接等方(fang)法通常只能用(yong)來制造毛(mao)坯和(he)(he)(he)較(jiao)粗(cu)糙(cao)的零件。凡是(shi)精度(du)要(yao)求較(jiao)高(gao)的零件,一般(ban)都需要(yao)進行(xing)切削(xue)加(jia)(jia)(jia)工(gong),因(yin)此切削(xue)加(jia)(jia)(jia)工(gong)在(zai)(zai)機械制造業中占(zhan)有重要(yao)的地位。金屬(shu)切削(xue)加(jia)(jia)(jia)工(gong)雖(sui)然(ran)有著各種不(bu)同的形(xing)式,如車、刨、銑(xian)、磨以(yi)及齒輪加(jia)(jia)(jia)工(gong)等。都是(shi)也(ye)存在(zai)(zai)著共同的現象和(he)(he)(he)規律。掌握這些現象和(he)(he)(he)規律以(yi)便正確進行(xing)切削(xue)加(jia)(jia)(jia)工(gong),對保證零件的加(jia)(jia)(jia)工(gong)質量,提高(gao)生產(chan)率和(he)(he)(he)降低成本,都有著重要(yao)的意義。
金屬切(qie)削工藝包括有(you)車、刨、鉆、銑等不同的(de)類型,但是概(gai)括地看,任何使(shi)用刀(dao)具從坯件(jian)或半成(cheng)品上(shang)去(qu)除一(yi)定(ding)厚度(du)的(de)金屬層,而得到在(zai)形(xing)狀上(shang)及表面粗糙度(du)上(shang)達到要(yao)求的(de)加(jia)(jia)工工藝都是切(qie)削加(jia)(jia)工。當工件(jian)與刀(dao)具接觸(chu),切(qie)削層金屬經過(guo)彈性變形(xing)、滑(hua)移和切(qie)離等階(jie)段而變為(wei)切(qie)屑的(de)這(zhe)一(yi)過(guo)程為(wei)金屬切(qie)削。
1. 切削屑及其類型(xing)
a. 帶(dai)狀切(qie)屑
當切(qie)屑的內應力沒(mei)有達(da)到工(gong)件金屬的斷裂(lie)強度,它將沿(yan)著前(qian)傾而繼續流動,因此連綿不(bu)斷,形成(cheng)如(ru)圖5-13(b)所示的帶狀切(qie)屑。加(jia)工(gong)材料塑性較(jiao)大(da)或刀(dao)具前(qian)角(jiao)較(jiao)大(da)時(shi),常(chang)常(chang)得到這種切(qie)屑。
b. 崩(beng)碎切屑
切(qie)(qie)削塑性很小(xiao)的(de)金(jin)(jin)屬(shu),當(dang)工件(jian)與刀具接觸后(hou),便(bian)會(hui)發生彈性應(ying)力及應(ying)變。如(ru)這種剪應(ying)力或(huo)張應(ying)力達(da)到工件(jian)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)斷裂強度時,工件(jian)便(bian)會(hui)突然崩去(qu)一塊,形成如(ru)圖(tu)5-13(a)所示的(de)崩碎切(qie)(qie)削屑。
c. 節狀切屑(xie)
當(dang)工件金屬的塑性介(jie)于(yu)上述(shu)兩種情(qing)況之間時,便會出(chu)現如(ru)圖5-13(c)所示的節狀切屑。
不僅金屬的(de)塑性(xing)可影響屑(xie)的(de)類型(xing),加工條(tiao)件(jian)與(yu)屑(xie)的(de)類型(xing)也(ye)有很密(mi)切(qie)的(de)關系。在(zai)一般情況下(xia),前角愈(yu)大,切(qie)削(xue)速(su)度(du)愈(yu)高,切(qie)削(xue)屑(xie)愈(yu)薄(bo),則切(qie)屑(xie)越(yue)有可能由(you)粒狀(甚至崩(beng)碎)轉變為帶狀。

2. 金屬切(qie)削(xue)過(guo)程(cheng)及其實質
金(jin)(jin)屬(shu)(shu)切(qie)(qie)(qie)削過程(cheng)實(shi)際(ji)上是切(qie)(qie)(qie)屑形成(cheng)過程(cheng)。比較典型的(de)(de)切(qie)(qie)(qie)削過程(cheng)是:被切(qie)(qie)(qie)削金(jin)(jin)屬(shu)(shu)受到(dao)刀具擠壓而產生彈性變形;隨著刀具的(de)(de)切(qie)(qie)(qie)入,應(ying)力、應(ying)變逐漸加(jia)大;當剪(jian)(jian)應(ying)力達到(dao)材(cai)料(liao)的(de)(de)屈服強度時(shi),開始產生塑性變形-滑(hua)(hua)移(yi);刀具再繼續切(qie)(qie)(qie)入,當剪(jian)(jian)應(ying)力達到(dao)材(cai)料(liao)的(de)(de)抗拉強度時(shi),金(jin)(jin)屬(shu)(shu)層經過剪(jian)(jian)切(qie)(qie)(qie)滑(hua)(hua)移(yi)后被擠裂從(cong)而形成(cheng)切(qie)(qie)(qie)屑。實(shi)際(ji)上,由于加(jia)工(gong)材(cai)料(liao)等(deng)條(tiao)件不同,切(qie)(qie)(qie)削過程(cheng)的(de)(de)這三(san)個階(jie)段并不完全顯示(shi)出(chu)來。例如(ru),加(jia)工(gong)鑄鐵等(deng)脆(cui)性材(cai)料(liao)時(shi),被切(qie)(qie)(qie)層在彈性變形后很快形成(cheng)切(qie)(qie)(qie)屑離開母材(cai)。而加(jia)工(gong)塑性好的(de)(de)鋼(gang)材(cai)滑(hua)(hua)移(yi)階(jie)段特別明顯。由于切(qie)(qie)(qie)屑形成(cheng)的(de)(de)過程(cheng)不同,切(qie)(qie)(qie)屑的(de)(de)形狀也不一(yi)樣(yang),一(yi)般可分為帶狀切(qie)(qie)(qie)屑、節(jie)狀切(qie)(qie)(qie)屑和崩碎(sui)切(qie)(qie)(qie)屑三(san)類。
3. 切削熱
切(qie)(qie)削和(he)摩(mo)(mo)擦相似,切(qie)(qie)削是(shi)表面層切(qie)(qie)削現象(xiang),摩(mo)(mo)擦是(shi)極薄的表面現象(xiang),切(qie)(qie)削熱主(zhu)要來源于(yu)彈性(xing)、塑(su)性(xing)變形所產生(sheng)的熱和(he)摩(mo)(mo)擦所產生(sheng)的熱。
4. 切削液
切削液一方(fang)面可以減少摩擦,另一方(fang)面可以起到冷卻作用(yong)。此外(wai),還(huan)有降低金屬強度的作用(yong)。

