首页 理论教育切削变形与切屑生成的关系探究

切削变形与切屑生成的关系探究

【摘要】:大量的实验和理论分析证明,塑性金属切削过程中切屑的形成过程就是切削层金属的变形过程。根据切削实验时制作的金属切削层变形图片,可绘制出如图2-14所示的金属切削过程中的滑移线和流线示意图。流线表明被切削金属中的某一点在切削过程中流动的轨迹。第三变形区内的摩擦与变形情况,直接影响着已加工表面的质量。

大量的实验和理论分析证明,塑性金属切削过程中切屑的形成过程就是切削层金属的变形过程。根据切削实验时制作的金属切削层变形图片,可绘制出如图2-14所示的金属切削过程中的滑移线和流线示意图。流线表明被切削金属中的某一点在切削过程中流动的轨迹。切削过程中,切削层金属的变形大致可划分为三个区域。

第一变形区:第一变形区是切屑形成的主要区域(图2-14中Ⅰ区),在刀具前面推挤下,切削层金属发生塑性变形。切削层金属所发生的塑性变形是从OA 线开始,直到OM 线结束。在这个区域内,被刀具前面推挤的工件的切削层金属完成了剪切滑移的塑性变形过程,金属的晶粒被显著地拉长了。离开OM 线之后,切削层金属已经变成了切屑,并沿着刀具前面流动。

第二变形区:切屑沿前刀面流动时,进一步受到前刀面的挤压,在刀具前刀面与切屑底层之间产生了剧烈摩擦,使切屑底层的金属晶粒纤维化,其方向基本上和刀具前面平行。这个变形区域(图2-14的Ⅱ区)称为第二变形区,第二变形区对切削过程也会产生较显著的影响。

第三变形区:切削层金属被刀具切削刃和前面从工件基体材料上剥离下来,进入第一和第二变形区;同时,工件基体上留下的材料表层经过刀具钝圆切削刃和刀具后刀面的挤压、摩擦,使表层金属产生纤维化和非晶质化,使其显微硬度提高;在刀具后刀面离开后,已加工表面的表层和深层金属都要产生回弹,从而产生表面残余应力,这些变形过程都是在第三变形区(图2-14的Ⅲ区)内完成的,也是已加工表面形成的过程。第三变形区内的摩擦与变形情况,直接影响着已加工表面的质量。

图2-14 金属切削过程中的滑移线和流线示意图

这三个变形区不是独立的,它们有紧密的内在联系并相互影响。