金屬切削加工(gong)是利用切削刀具(ju)從毛坯上切除多余的(de)金屬,以獲得要求的(de)形(xing)狀(zhuang),尺(chi)寸和表面精度的(de)零件的(de)加工(gong)方法。


  鑄造(zao)、鍛(duan)壓(ya)和焊(han)接等方法通常只能用來制(zhi)造(zao)毛(mao)坯和較粗(cu)糙的(de)零件。凡是精(jing)度要(yao)(yao)求較高(gao)的(de)零件,一般都(dou)(dou)需(xu)要(yao)(yao)進行切(qie)削(xue)加(jia)工,因此切(qie)削(xue)加(jia)工在機械制(zhi)造(zao)業中占有重要(yao)(yao)的(de)地位。金屬切(qie)削(xue)加(jia)工雖然有著各種不同(tong)的(de)形式,如車、刨、銑(xian)、磨以及齒輪加(jia)工等。都(dou)(dou)是也存在著共同(tong)的(de)現象和規律。掌握這些現象和規律以便正(zheng)確進行切(qie)削(xue)加(jia)工,對(dui)保證(zheng)零件的(de)加(jia)工質量,提高(gao)生產率和降低(di)成本(ben),都(dou)(dou)有著重要(yao)(yao)的(de)意義。


金(jin)屬(shu)(shu)切(qie)削工藝(yi)包括(kuo)有車、刨、鉆、銑(xian)等(deng)不同的(de)(de)類型(xing),但是概括(kuo)地看(kan),任何使用刀(dao)(dao)具從(cong)坯件(jian)(jian)或半成品上去除一(yi)定厚度(du)的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)層,而(er)得到在形(xing)(xing)狀上及表面粗糙度(du)上達到要求的(de)(de)加工工藝(yi)都是切(qie)削加工。當(dang)工件(jian)(jian)與刀(dao)(dao)具接觸,切(qie)削層金(jin)屬(shu)(shu)經過彈(dan)性變形(xing)(xing)、滑移和切(qie)離等(deng)階段而(er)變為切(qie)屑的(de)(de)這一(yi)過程為金(jin)屬(shu)(shu)切(qie)削。


1. 切削屑及其(qi)類型


 a. 帶狀切屑


  當切(qie)屑的內(nei)應力沒有達(da)到工件金屬的斷裂(lie)強度,它將沿著前傾而(er)繼續流動(dong),因此連綿不斷,形(xing)成如圖5-13(b)所示(shi)的帶狀切(qie)屑。加工材料塑(su)性(xing)較大或刀具前角(jiao)較大時,常常得到這種切(qie)屑。


 b. 崩碎切屑


  切(qie)削(xue)塑性很小的金屬,當工件(jian)(jian)與刀具(ju)接觸后,便會(hui)發(fa)生(sheng)彈性應(ying)力(li)(li)及(ji)應(ying)變。如(ru)這種剪應(ying)力(li)(li)或張應(ying)力(li)(li)達到工件(jian)(jian)金屬的斷裂強度時,工件(jian)(jian)便會(hui)突然崩去一塊,形成如(ru)圖(tu)5-13(a)所示的崩碎切(qie)削(xue)屑。


 c. 節狀切屑(xie)


  當工(gong)件金屬的塑(su)性介(jie)于上述兩種(zhong)情(qing)況之間時(shi),便會出現如(ru)圖5-13(c)所示的節狀切(qie)屑(xie)。


  不僅金(jin)屬的(de)塑性可(ke)影(ying)響屑(xie)的(de)類型,加工條(tiao)件與(yu)屑(xie)的(de)類型也有很密(mi)切的(de)關系。在一般情況(kuang)下(xia),前角愈大,切削(xue)速度愈高,切削(xue)屑(xie)愈薄,則切屑(xie)越有可(ke)能由粒狀(甚至崩碎)轉(zhuan)變為帶狀。


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 2. 金屬切削過程(cheng)及(ji)其實質


  金(jin)屬切(qie)(qie)削過程(cheng)(cheng)(cheng)實際上是(shi)切(qie)(qie)屑(xie)形(xing)成過程(cheng)(cheng)(cheng)。比較典(dian)型的(de)(de)(de)切(qie)(qie)削過程(cheng)(cheng)(cheng)是(shi):被切(qie)(qie)削金(jin)屬受到刀(dao)(dao)具擠壓而(er)產(chan)生彈(dan)(dan)性變(bian)形(xing);隨著刀(dao)(dao)具的(de)(de)(de)切(qie)(qie)入,應(ying)力(li)、應(ying)變(bian)逐(zhu)漸(jian)加(jia)大(da);當剪應(ying)力(li)達到材(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)屈服強度時,開(kai)始產(chan)生塑(su)(su)性變(bian)形(xing)-滑移;刀(dao)(dao)具再繼續切(qie)(qie)入,當剪應(ying)力(li)達到材(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)抗拉強度時,金(jin)屬層經(jing)過剪切(qie)(qie)滑移后被擠裂從而(er)形(xing)成切(qie)(qie)屑(xie)。實際上,由于加(jia)工材(cai)(cai)(cai)料(liao)等條件不(bu)同(tong),切(qie)(qie)削過程(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)這三(san)(san)個階(jie)段(duan)并不(bu)完全(quan)顯示出(chu)來。例如,加(jia)工鑄鐵等脆性材(cai)(cai)(cai)料(liao)時,被切(qie)(qie)層在彈(dan)(dan)性變(bian)形(xing)后很(hen)快(kuai)形(xing)成切(qie)(qie)屑(xie)離開(kai)母材(cai)(cai)(cai)。而(er)加(jia)工塑(su)(su)性好的(de)(de)(de)鋼材(cai)(cai)(cai)滑移階(jie)段(duan)特(te)別明顯。由于切(qie)(qie)屑(xie)形(xing)成的(de)(de)(de)過程(cheng)(cheng)(cheng)不(bu)同(tong),切(qie)(qie)屑(xie)的(de)(de)(de)形(xing)狀(zhuang)也不(bu)一樣,一般可分為帶狀(zhuang)切(qie)(qie)屑(xie)、節狀(zhuang)切(qie)(qie)屑(xie)和(he)崩碎切(qie)(qie)屑(xie)三(san)(san)類。


3. 切削熱


  切(qie)(qie)削(xue)和摩(mo)擦(ca)相似,切(qie)(qie)削(xue)是(shi)表面層切(qie)(qie)削(xue)現(xian)象(xiang),摩(mo)擦(ca)是(shi)極薄的(de)表面現(xian)象(xiang),切(qie)(qie)削(xue)熱主要(yao)來源于(yu)彈(dan)性、塑性變形所產(chan)生(sheng)的(de)熱和摩(mo)擦(ca)所產(chan)生(sheng)的(de)熱。


4. 切削液(ye)


  切削液一方面可(ke)以(yi)減少(shao)摩擦(ca),另一方面可(ke)以(yi)起到(dao)冷(leng)卻作用(yong)。此外(wai),還有降低(di)金(jin)屬強度(du)的作用(yong)。