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2023-06-26
提高金属切割效率的方法
【摘要】：锯切也属于冷切割类。锯切分三个变形区。图5-3金属切削原理示意刀具切管机是用车、铣方法切割管材，其原理与锯切方法一样，可以看成是只用少数几个锯齿切管的过程；而砂轮片切管机可以看成是无限多个锯齿切管的过程。其原理与砂轮片切割原理相同，但是具有能切任意形状、低污染、低噪音、切口表面光滑和磨料可以回收循环使用等优点。圆锯片由于效率高、速度快，在锯切中所占的比例最大。
锯切也属于冷切割类。锯切定义是：用边缘具有许多锯齿的刀具（锯条、圆锯片、锯带）或薄片砂轮等将工件或材料切出狭槽或进行分割的切削加工。其原理是金属的被切表层在刀具前刀面的推挤下，沿着剪切面（滑移面）产生剪切滑移变形并转变为切屑的过程，如图5-3所示。锯切分三个变形区。第Ⅰ变形区：剪切滑移区域，近切削刃处切削层内产生的塑性变形区（产生切屑）；第Ⅱ变形区：切屑形成和流出区与前刀面接触的切屑层内产生的变形区（产生积屑瘤）；第Ⅲ变形区：已加工表面形成区，近切削刃处已加工表层内产生的变形区（产生加工硬化）。
图5-3 金属切削原理示意
刀具切管机是用车、铣方法切割管材，其原理与锯切方法一样，可以看成是只用少数几个锯齿切管的过程；而砂轮片切管机可以看成是无限多个锯齿切管的过程。砂轮片是由大量的磨（沙）粒粘合在一起组合而成的，磨粒在砂轮上排列的间距和高低都是随机分布的，磨粒是一个多面体，其每个棱角都可看作是一个切削刃，顶尖角大致为90°～120°，尖端是半径为几微米至几十微米的圆弧，称为微刃。磨粒的切削过程有：磨粒开始挤入工件，滑擦而过，工件表面产生弹性变形而无切屑，称滑擦阶段；磨粒挤入深度加大，工件产生塑性变形，耕犁成沟槽，磨粒两侧和前端堆高隆起，称耕犁阶段；切入深度继续增大，温度达到或超过工件材料的临界温度，部分工件材料明显地沿剪切面滑移而形成磨屑，称切削阶段。水射流切割是在超高压（200MPa以上）水射流中混合一定比例的磨料，然后通过通道直径为0.3mm的水喷嘴产生一道约3倍音速的水射流，能够穿透几乎所有坚硬材料如陶瓷、石材、玻璃、金属、合金等。其原理与砂轮片切割原理相同，但是具有能切任意形状、低污染、低噪音、切口表面光滑和磨料可以回收循环使用等优点。锯切方法在管材、棒材和型材生产中普遍采用，它既可以切热金属，又可以切冷金属，还能用于钢坯定尺切料。圆锯片由于效率高、速度快，在锯切中所占的比例最大。但是锯切也有缺点：锯切工作时噪音大，被切金属会产生锯屑而造成金属损失、产生毛刺。对于有特殊要求的精密管材还需要增加去除毛刺的磨、铣端面的工序。
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