金屬切(qie)削(xue)加工(gong)是利用切(qie)削(xue)刀具從(cong)毛坯上切(qie)除多余的金屬,以獲得要求(qiu)的形狀,尺寸和表面精度的零件的加工(gong)方法。
鑄造(zao)、鍛壓和(he)(he)焊接等方法通常只能用來制造(zao)毛坯和(he)(he)較粗糙的(de)零件。凡是精度(du)要(yao)求較高的(de)零件,一般都需要(yao)進行切削(xue)加(jia)(jia)工(gong),因此切削(xue)加(jia)(jia)工(gong)在(zai)機械(xie)制造(zao)業中占有重要(yao)的(de)地(di)位。金屬(shu)切削(xue)加(jia)(jia)工(gong)雖然有著各(ge)種不同的(de)形式,如車、刨、銑、磨以(yi)及(ji)齒輪加(jia)(jia)工(gong)等。都是也存在(zai)著共(gong)同的(de)現象(xiang)和(he)(he)規律。掌握這些現象(xiang)和(he)(he)規律以(yi)便正確進行切削(xue)加(jia)(jia)工(gong),對保證零件的(de)加(jia)(jia)工(gong)質量,提高生產率和(he)(he)降低成本,都有著重要(yao)的(de)意義(yi)。
金(jin)屬(shu)切(qie)削(xue)工(gong)藝包括(kuo)(kuo)有車、刨、鉆、銑等(deng)(deng)不同的類型,但(dan)是(shi)概括(kuo)(kuo)地看,任何使(shi)用刀(dao)具(ju)從(cong)坯件(jian)或半成品(pin)上去除一(yi)定厚度(du)的金(jin)屬(shu)層,而得到在形狀(zhuang)上及表面粗糙度(du)上達到要求(qiu)的加(jia)工(gong)工(gong)藝都是(shi)切(qie)削(xue)加(jia)工(gong)。當工(gong)件(jian)與刀(dao)具(ju)接觸,切(qie)削(xue)層金(jin)屬(shu)經過彈性變(bian)(bian)形、滑移和(he)切(qie)離(li)等(deng)(deng)階(jie)段而變(bian)(bian)為切(qie)屑的這一(yi)過程為金(jin)屬(shu)切(qie)削(xue)。
1. 切削屑及(ji)其類型
a. 帶狀切屑
當切屑(xie)的內(nei)應力沒有達到(dao)工(gong)件金屬的斷(duan)裂強度,它將沿著前(qian)傾而繼續流動,因此連綿不斷(duan),形成如圖5-13(b)所示(shi)的帶狀切屑(xie)。加工(gong)材料塑(su)性較大或刀具前(qian)角較大時,常(chang)常(chang)得到(dao)這種切屑(xie)。
b. 崩碎切屑
切(qie)削塑性(xing)很小的金屬,當工件(jian)與刀具接觸后,便(bian)會發生彈性(xing)應(ying)(ying)力及應(ying)(ying)變。如這種剪應(ying)(ying)力或張應(ying)(ying)力達到工件(jian)金屬的斷(duan)裂強度時,工件(jian)便(bian)會突然崩去(qu)一(yi)塊,形成如圖5-13(a)所示的崩碎切(qie)削屑。
c. 節狀(zhuang)切屑(xie)
當工(gong)件金屬的塑性介于上述兩種(zhong)情況之間時,便會出現如圖5-13(c)所示的節狀切(qie)屑(xie)。
不僅金(jin)屬的(de)(de)塑性可(ke)影(ying)響屑(xie)的(de)(de)類(lei)型(xing),加工條(tiao)件與屑(xie)的(de)(de)類(lei)型(xing)也有很(hen)密(mi)切的(de)(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,則切屑(xie)越有可(ke)能由粒狀(甚至崩碎)轉變為帶狀。
2. 金屬切削過程(cheng)及其實質
金屬切(qie)削(xue)過(guo)程(cheng)實(shi)(shi)際上(shang)是切(qie)屑(xie)形(xing)成過(guo)程(cheng)。比(bi)較典型(xing)的(de)(de)切(qie)削(xue)過(guo)程(cheng)是:被切(qie)削(xue)金屬受到刀具擠壓而(er)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)彈(dan)性(xing)變形(xing);隨著(zhu)刀具的(de)(de)切(qie)入,應力(li)、應變逐(zhu)漸加大;當剪(jian)應力(li)達(da)到材(cai)(cai)料的(de)(de)屈服(fu)強度時(shi),開始產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)塑性(xing)變形(xing)-滑移;刀具再繼續(xu)切(qie)入,當剪(jian)應力(li)達(da)到材(cai)(cai)料的(de)(de)抗拉強度時(shi),金屬層經過(guo)剪(jian)切(qie)滑移后被擠裂(lie)從而(er)形(xing)成切(qie)屑(xie)。實(shi)(shi)際上(shang),由(you)于加工(gong)材(cai)(cai)料等條件(jian)不同(tong),切(qie)削(xue)過(guo)程(cheng)的(de)(de)這三(san)個階段并不完(wan)全顯(xian)示出來。例(li)如,加工(gong)鑄鐵等脆性(xing)材(cai)(cai)料時(shi),被切(qie)層在彈(dan)性(xing)變形(xing)后很快形(xing)成切(qie)屑(xie)離開母材(cai)(cai)。而(er)加工(gong)塑性(xing)好的(de)(de)鋼材(cai)(cai)滑移階段特別(bie)明顯(xian)。由(you)于切(qie)屑(xie)形(xing)成的(de)(de)過(guo)程(cheng)不同(tong),切(qie)屑(xie)的(de)(de)形(xing)狀也不一樣,一般可分為帶(dai)狀切(qie)屑(xie)、節(jie)狀切(qie)屑(xie)和崩碎切(qie)屑(xie)三(san)類。
3. 切削熱
切(qie)削(xue)和(he)摩擦相似,切(qie)削(xue)是(shi)表面(mian)層切(qie)削(xue)現象,摩擦是(shi)極薄的表面(mian)現象,切(qie)削(xue)熱(re)主要來源(yuan)于彈性、塑性變形(xing)所(suo)產(chan)生的熱(re)和(he)摩擦所(suo)產(chan)生的熱(re)。
4. 切削液
切削液一方面可以(yi)(yi)減(jian)少摩(mo)擦(ca),另一方面可以(yi)(yi)起(qi)到冷(leng)卻(que)作用。此外,還(huan)有(you)降低(di)金(jin)屬強度(du)的(de)作用。