金屬切(qie)削加工是利(li)用(yong)切(qie)削刀具從毛(mao)坯(pi)上切(qie)除多(duo)余的金屬,以獲(huo)得要求的形狀,尺寸和表面(mian)精度的零(ling)件的加工方(fang)法(fa)。
鑄(zhu)造(zao)、鍛壓和(he)(he)焊接等方(fang)法通常(chang)只能用來制造(zao)毛坯和(he)(he)較(jiao)粗(cu)糙的(de)(de)零(ling)(ling)(ling)件。凡是(shi)精(jing)度(du)要(yao)求較(jiao)高的(de)(de)零(ling)(ling)(ling)件,一(yi)般都(dou)需要(yao)進(jin)(jin)行(xing)切削加(jia)工(gong),因(yin)此切削加(jia)工(gong)在(zai)機(ji)械制造(zao)業中占(zhan)有(you)重要(yao)的(de)(de)地位。金屬切削加(jia)工(gong)雖然有(you)著各種(zhong)不(bu)同的(de)(de)形(xing)式,如車(che)、刨、銑、磨以及(ji)齒輪加(jia)工(gong)等。都(dou)是(shi)也存在(zai)著共同的(de)(de)現象和(he)(he)規律。掌握這(zhe)些(xie)現象和(he)(he)規律以便正確進(jin)(jin)行(xing)切削加(jia)工(gong),對保(bao)證零(ling)(ling)(ling)件的(de)(de)加(jia)工(gong)質量(liang),提高生產率和(he)(he)降低成本,都(dou)有(you)著重要(yao)的(de)(de)意(yi)義(yi)。
金(jin)屬(shu)(shu)切(qie)削(xue)(xue)工(gong)藝(yi)包括有車、刨(bao)、鉆(zhan)、銑(xian)等不同的(de)(de)類(lei)型,但是概括地看(kan),任何使用刀(dao)(dao)具從坯件(jian)或半成品(pin)上去(qu)除一定(ding)厚(hou)度的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)層,而得到(dao)在(zai)形狀上及表面粗糙度上達到(dao)要求的(de)(de)加(jia)工(gong)工(gong)藝(yi)都是切(qie)削(xue)(xue)加(jia)工(gong)。當(dang)工(gong)件(jian)與刀(dao)(dao)具接觸,切(qie)削(xue)(xue)層金(jin)屬(shu)(shu)經過彈性變(bian)形、滑移和切(qie)離(li)等階(jie)段而變(bian)為切(qie)屑(xie)的(de)(de)這一過程為金(jin)屬(shu)(shu)切(qie)削(xue)(xue)。
1. 切削(xue)屑及其類型(xing)
a. 帶狀切屑(xie)
當切(qie)屑(xie)的(de)(de)(de)內(nei)應力(li)沒有達到工件金屬的(de)(de)(de)斷(duan)裂強度(du),它將沿著前傾而繼續流動,因此連綿不斷(duan),形成(cheng)如(ru)圖(tu)5-13(b)所示的(de)(de)(de)帶狀切(qie)屑(xie)。加工材料塑性較(jiao)大或刀具前角(jiao)較(jiao)大時,常(chang)常(chang)得到這種切(qie)屑(xie)。
b. 崩(beng)碎切(qie)屑
切削塑性(xing)很小(xiao)的(de)金(jin)屬(shu),當(dang)工件(jian)(jian)與刀具接觸后,便(bian)(bian)會發生(sheng)彈性(xing)應(ying)(ying)(ying)力(li)及應(ying)(ying)(ying)變(bian)。如(ru)這種剪應(ying)(ying)(ying)力(li)或張應(ying)(ying)(ying)力(li)達到(dao)工件(jian)(jian)金(jin)屬(shu)的(de)斷裂強度時,工件(jian)(jian)便(bian)(bian)會突然崩(beng)去(qu)一塊,形成如(ru)圖5-13(a)所示的(de)崩(beng)碎切削屑。
c. 節狀切屑(xie)
當工件金屬(shu)的(de)塑性介于上述(shu)兩(liang)種情況(kuang)之間(jian)時(shi),便(bian)會出現如(ru)圖5-13(c)所示的(de)節(jie)狀切屑。
不僅金(jin)屬的塑性可(ke)(ke)影(ying)響屑(xie)(xie)的類型,加工條件(jian)與屑(xie)(xie)的類型也有(you)很密(mi)切(qie)(qie)的關系。在一般情況下,前角愈(yu)大,切(qie)(qie)削速(su)度愈(yu)高,切(qie)(qie)削屑(xie)(xie)愈(yu)薄,則切(qie)(qie)屑(xie)(xie)越有(you)可(ke)(ke)能由粒狀(zhuang)(甚至崩碎)轉變為帶狀(zhuang)。
2. 金屬切削過程及其實質
金屬(shu)切(qie)(qie)(qie)(qie)削過程(cheng)(cheng)實(shi)際上是切(qie)(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)形(xing)(xing)成(cheng)過程(cheng)(cheng)。比(bi)較(jiao)典型(xing)的(de)(de)(de)(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)削過程(cheng)(cheng)是:被(bei)切(qie)(qie)(qie)(qie)削金屬(shu)受到刀具擠壓而(er)產(chan)生彈性變(bian)形(xing)(xing);隨(sui)著刀具的(de)(de)(de)(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)入,應(ying)力(li)、應(ying)變(bian)逐漸加(jia)大;當剪應(ying)力(li)達到材料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)屈服強度(du)時(shi),開始產(chan)生塑(su)性變(bian)形(xing)(xing)-滑(hua)移(yi);刀具再繼(ji)續切(qie)(qie)(qie)(qie)入,當剪應(ying)力(li)達到材料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)抗拉強度(du)時(shi),金屬(shu)層經(jing)過剪切(qie)(qie)(qie)(qie)滑(hua)移(yi)后(hou)被(bei)擠裂從而(er)形(xing)(xing)成(cheng)切(qie)(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)。實(shi)際上,由于加(jia)工(gong)材料(liao)(liao)(liao)等條件(jian)不同(tong),切(qie)(qie)(qie)(qie)削過程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)這三(san)個階段并不完(wan)全顯示出來。例如,加(jia)工(gong)鑄鐵(tie)等脆性材料(liao)(liao)(liao)時(shi),被(bei)切(qie)(qie)(qie)(qie)層在彈性變(bian)形(xing)(xing)后(hou)很(hen)快形(xing)(xing)成(cheng)切(qie)(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)離開母材。而(er)加(jia)工(gong)塑(su)性好的(de)(de)(de)(de)鋼材滑(hua)移(yi)階段特別(bie)明(ming)顯。由于切(qie)(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)過程(cheng)(cheng)不同(tong),切(qie)(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)的(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)狀(zhuang)也不一樣(yang),一般可分為(wei)帶(dai)狀(zhuang)切(qie)(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)、節狀(zhuang)切(qie)(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)和崩碎(sui)切(qie)(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)三(san)類。
3. 切削熱
切削(xue)和(he)摩擦(ca)相似,切削(xue)是表(biao)面層(ceng)切削(xue)現象(xiang),摩擦(ca)是極薄(bo)的表(biao)面現象(xiang),切削(xue)熱(re)主要來源于彈(dan)性(xing)、塑性(xing)變形所產生(sheng)的熱(re)和(he)摩擦(ca)所產生(sheng)的熱(re)。
4. 切削液(ye)
切削液一方面可以減少摩擦,另一方面可以起到冷卻作用。此外,還有降(jiang)低金屬強度(du)的作用。