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没有人会告诉你的金属切割的3个秘密

意见:48作者:网站编辑发布时间:2021-09-23来源:地点询问

金属切削是金属成形过程中的一种材料去除和成形方法,在今天的机械制造中仍然占有很大的比重。的183新利 过程是工件和刀具相互作用的过程。刀具从待加工工件上切割多余的金属,在控制生产率和成本的前提下,工件可以获得满足设计和工艺要求的几何精度、尺寸精度和表面质量。为了实现这一过程,工件和刀具之间必须有一个相对运动,即金属切削机床提供的切削运动。机床、夹具、工具和工件构成一个加工过程系统。在该系统的运动状态下,研究金属切削过程中的各种现象和规律。

金属切削

●金属切割入门


金属切削是利用切削工具从工件上去除多余的材料,以获得满足形状、尺寸精度和表面质量等要求的零件的过程。实现这一切削过程必须满足三个条件:工件与刀具之间必须存在相对运动,即切削运动;刀具材料必须具有一定的切削性能;刀具必须具有适当的几何参数,即切削角度。金属切削过程是由机床或手持工具完成的。主要方法有车、铣、刨、磨、钻、镗、齿轮加工、划、锯、锉、刮、磨、铰、丝锥螺纹、套螺纹等。它们虽然形式多样,但在许多方面都有共同的现象和规律。这些现象和规律是学习各种切割方法的共同基础。


●主题内容


概述

主要内容包括金属切削中切屑的形成和变形、切削力和切削功、切削热和切削温度、刀具磨损机理和刀具寿命、切削振动和加工表面质量。


芯片形成机制

从机械角度来看,根据简化模型,金属碎片的形成过程类似于用工具将一叠卡片推到其他位置的过程。卡之间的相互滑动意味着金属切削区域的剪切变形通过该区域。在这种变形之后,当切屑从刀具前部流出时,刀具和切屑之间的界面会发生进一步的摩擦变形。通常,切屑的厚度大于切割厚度,且切屑的长度小于切割长度。这种现象称为切屑变形。金属被刀具前部挤压而产生的剪切变形是金属切削过程的一个特征。由于工件材料、刀具和切削条件不同,切屑变形程度也不同,因此可以获得各种类型的切屑。

金属切削

蓄积性肿瘤

在中低速切削普通钢或其他塑料材料时,切屑与刀具前部之间存在摩擦。如果在较高压力和温度的作用下,紧靠刀具前面的切屑薄层与切屑基体分离,但它粘合在刀具前面,然后逐层粘合,并且发生严重变形的楔形切屑材料倾向于积聚在刀具尖端附近,这被称为组合边。组合刃的硬度是母材硬度的两倍以上,可以替代切削刃。组合边缘的底部相对稳定。顶部和工件以及切屑之间没有明显的分界线。它很容易折断和脱落。它们中的一部分被切屑带走,另一部分留在加工表面,使工件变得粗糙。因此,在精加工过程中,我们必须尽量避免或抑制堆积边缘的形成。组合刃的产生、生长和脱落是一个循环的动态过程,这会导致刀具的实际前角和切削深度发生相应的变化,从而导致切削力波动,影响加工稳定性。一般来说,当切削速度很低或很高时,因为没有必要的条件产生堆积边,就不会产生堆积边。


●技术要点


切削力

切割时,刀具的前后都受到法向力和摩擦力的作用。这些力形成合力F。在外车削中,合力F一般可分解为三个相互垂直的分力:切向力F──在切削速度方向上垂直于刀架面,常称为主切削力;径向力F──在平行于基面、垂直于进给方向的平面上,也叫推力;在平行于基面且平行于进给方向的平面上,也称进给力。一般来说,F是最大的,F和F都很小。由于刀具几何参数的磨削质量和磨损状况的不同以及切削条件的变化,F与F的比值变化范围较大。


切削过程中的实际切削力可以用测力仪测量出来。测力计的种类很多,比较常用的有电阻丝和压电晶体测力计。测功器经过校准后,就可以测量切割过程中各个部件的尺寸了。


切削热

在切割金属时,切屑的剪切变形所作的功和刀具前后之间的摩擦所作的功都转换成热。这种热叫做切割热。使用切削液时,刀具、工件和切屑上的切削热主要由切削液带走;在不使用切削液的情况下,切削热主要由切屑、工件和刀具带走或传递,其中切屑带走的热量最大,热量被传递出去。虽然给刀具的热量很小,但前后的温度影响切削过程和刀具的磨损,所以了解切削温度变化的规律是非常必要的。

金属切削

切削温度

在切削过程中,切削区的温度不同,形成了切屑和工件温度分布的温度场。该温度场影响切屑变形、组合边缘尺寸、加工表面质量、加工精度和刀具磨损。影响切割速度的增加。一般来说,切削区中的金属在被剪切和变形后会变成碎屑,然后进一步与刀具前部剧烈摩擦。因此,温度场中温度分布的最高点不在正压最大的边缘,而是在前端,上部距切削刃有一定距离。切割区域的温度分布必须采用手动热电偶法或红外测温法进行测量。自然热电偶法测得的温度仅为切割区的平均温度。


刀具磨损

刀具在切削过程中的磨损是切削热和机械摩擦的物理和化学作用的综合结果。刀具磨损表现为刀具背面的磨损带、刻痕、切屑,刀具正面经常出现新月形磨损,辅助背面有时出现氧化坑、沟槽状磨损。当这些磨损扩展到一定程度时,刀具就会失效,不能使用。刀具渐进磨损的因素通常包括磨粒磨损、粘着磨损、扩散磨损、氧化磨损、热裂磨损和塑性变形。在不同的切削条件下,特别是在不同的切削速度下,刀具会受到上述一种或多种磨损机制的影响。例如,在较低的切削速度下,刀具通常会由于磨料磨损或粘着剂磨损而损坏;在较高的速度下,容易发生扩散磨损、氧化磨损和塑性变形。

金属切削

刀具寿命

刀具在开始切削并达到刀具寿命标准之前所经过的切削时间称为刀具寿命。刀具寿命准则一般采用刀具磨损预定值。某一现象的发生也可作为判据,如振动加剧、被加工表面粗糙度恶化、断屑和切屑不好等。在达到工具寿命后,工具应该重新研磨、索引或丢弃。刀具报废前的刀具寿命之和称为刀具总寿命。


在生产中,刀具寿命和拟定工时定额通常根据加工条件,根据最低生产成本或最高生产率的原则确定。


可加工性

这是指零件切割成合格产品的容易程度。根据具体的加工对象和要求,它可以用作刀具寿命长度、加工表面质量、金属去除率水平、切削功率大小和断新利luck18新利快乐彩屑难度等标准。在生产和实验研究中,它经常被用作某种材料可加工性的指标。其含义是:当刀具寿命为分钟时,切削速度允许切削材料。它越高,加工性越好,通常需要60、30、20或10分钟。


加工表面质量

通常包括表面粗糙度、加工硬化残余应力、表面裂纹和金相组织变化。在切削加工中,有许多因素会影响加工表面的质量。例如,刀具的切削刃半径和组合刃是影响表面粗糙度的主要因素;刀具的切削刃钝半径以及磨损和切削条件是影响表面粗糙度的因素。影响加工硬化和残余应力的主要因素。因此,在生产中,经常通过改变刀具的几何形状和选择合理的切削条件来提高加工表面的质量。


切削振动

在切削过程中,刀具和工件之间经常产生机械振动,如自由振动、强迫振动或自激振动。自由振动是由机床部件的一些突然冲击引起的,它将逐渐衰减。强迫振动是由机床内外连续交变的干涉力引起的,其对切削的影响取决于干涉力的大小和频率。自激振动是由于刀具与工件之间的突然干涉力引起的初始振动,它改变刀具的前角、间隙角、切削速度以及振动耦合等,并从稳态能量中获得周期。性行为的能量促进并维持振动。一般来说,根据切削条件可能会产生各种原始自激振动,而留在加工表面上的颤振痕迹将产生更常见的再生自激振动。上述各种振动通常会影响所添加刀具的表面质量,降低机床和刀具的寿命,降低生产率,并产生噪音,这是极其有害的,必须消除或减少。


芯片控制

指的是控制切片的形状和长度。通过控制卷曲半径和放电的方向芯片,芯片与工件或工具,碰撞和卷曲半径的芯片是被迫增加,芯片的压力逐渐增加,直到破碎的芯片的卷曲半径可以改变通过改变芯片的卷曲半径。在刀具前部磨出厚度、切屑槽或碎屑机来控制,其出屑方向主要通过选择合理的进刀角度和刀片倾角来控制。现代人已经能够用两位数或三位数编码来表示各种芯片的形状,人们普遍认为短曲线芯片是合理的碎芯片形状。


切削液

也称为冷却润滑液,用于减少切削过程中的摩擦,降低切削温度,提高刀具寿命、加工质量和生产效率。常用的切削液包括切削油、乳化液和化学切削液。

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