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金属切削过程中积屑瘤的形成及其对切削过程的影响

时间:2015-09-18 12:31来源:www.eadianqi.com 编辑:自动控制网
1.积屑瘤的形成及其影响 在切削速度不高而又能形成带状切屑的情况下,加工一般钢料或铝合金等塑性材料时,常在前刀面切削处粘着一块剖面呈三角状的硬块,它的硬度很高,通常是工件材料硬度的2~3倍,这块粘附在前刀面上的金属称为积屑瘤。 切削时,切屑与前

     1.积屑瘤的形成及其影响
     在切削速度不高而又能形成带状切屑的情况下,加工一般钢料或铝合金等塑性材料时,常在前刀面切削处粘着一块剖面呈三角状的硬块,它的硬度很高,通常是工件材料硬度的2~3倍,这块粘附在前刀面上的金属称为积屑瘤。
     切削时,切屑与前刀面接触处发生强烈摩擦,当接触面达到一定温度,同时又存在较高压力时,被切材料会粘结(冷焊)在前刀面上。连续流动的切屑从粘在前刀面上的金属层上流过时,如果温度与压力适当,切屑底部材料也会被阻滞在已经“冷焊”在前刀面上的金属层上,粘成一体,使粘结层逐步长大,形成积屑瘤。积屑瘤的产生及其成长与工件材料的性质、切削区的温度分布和压力分布有关。塑性材料的加工硬化倾向越强,越易产生积屑瘤;切削区的温度和压力很低时,不会产生积屑瘤;温度太高时,由于材料变软,也不 易产生积屑瘤。对碳钢来说,切削区温度处于 300~350℃时积屑瘤的高度最大,切削区温度超过500℃积屑瘤便自行消失。在背吃刀量 和进给量 保持一定时,积屑瘤高度 与切削速度 有密切关系,因为切削过程中产生的热是随切削速度的提高而增加的。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
     2.积屑瘤对切削过程的影响
     (1)使刀具前角变大 阻滞在前刀面上的积屑瘤有使刀具实际前角增大的作用,使切削力减小。
     (2)使切削厚度变化 积屑瘤前端超过了切削刃,使切削厚度增大,其增量为 。 将随着积 屑瘤的成长逐渐增大,一旦积屑瘤从前刀面上脱落或断裂, 值就将迅速减小。切削厚度变化必然导致切削力产生波动。
     (3)使加工表面粗糙度增大 积屑瘤伸出切削刃之外的部分高低不平,形状也不规则,会使加工表面粗糙度增大;破裂脱落的积屑瘤也有可能嵌入加工表面使加工表面质量下降。
     (4)对刀具寿命的影响 粘在前刀面上的积屑瘤,可代替刀刃切削,有减小刀具磨损,提高刀具寿命的作用;但如果积屑瘤从刀具前刀面上频繁脱落,可能会把前刀面上刀具材料颗粒拽走(这种现象易发生在硬质合金刀具上),反而使刀具寿命下降。
     积屑瘤对切削过程的影响有积极的一面,也有消极的一面。精加工时必须防止积屑瘤的产生,可采取的控制措施有:
     1)正确选用切削速度,使切削速度避开产生积屑瘤的区域;
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     2)使用润滑性能好的切削液,目的在于减小切屑底层材料与刀具前刀面间的摩擦;
     3)增大刀具前角 ,减小刀具前刀面与切屑之间的压力;
     4)适当提高工件材料硬度,减小加工硬化倾向。
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