金屬切削加工就是利用切削刀具從毛坯上切除多余的金屬,以獲得要求的形狀、尺寸和表面精度零件的加工方法。鑄造、鍛壓和焊接等工藝方法,通常只能用來制造毛坯和較粗糙的零件。凡是要求精度較高的零件,一般來說都需要進行切削加工。因此,切削加工在機械制造業中占有重要的地位。金屬切削加工雖然有各種不同的形式,如車、刨、銑、磨以及齒輪加工等(見圖7-1),但是也存在共同的現象和規律,即從毛坯上切削去多余的金屬。掌握這些現象和規律對正確地進行切削加工,對保證零件的加工質量,提高生產率和降低成本,都有著重要的意義。

金屬(shu)(shu)切削(xue)工(gong)(gong)(gong)藝包括(kuo)有車(che)、刨、鉆、銑等不同(tong)的(de)類(lei)型,但是(shi)概括(kuo)地(di)看,任何使用刀具從坯件或(huo)半成品上去除一定厚度的(de)金屬(shu)(shu)層(ceng),而(er)得到在(zai)形狀上及表面(mian)粗糙度上達(da)到要求的(de)加(jia)工(gong)(gong)(gong)工(gong)(gong)(gong)藝都(dou)是(shi)切削(xue)加(jia)工(gong)(gong)(gong)。當工(gong)(gong)(gong)件與刀具接(jie)觸(chu),切削(xue)層(ceng)金屬(shu)(shu)經(jing)過彈性變形、滑移(yi)和切離(li)等階段而(er)變為(wei)切屑的(de)這一過程為(wei)金屬(shu)(shu)切削(xue)。
1. 切(qie)削屑及其(qi)類(lei)型

崩(beng)碎切(qie)屑:切(qie)削塑性很小的金(jin)屬,當工(gong)件(jian)與刀具接(jie)觸后,就會發生彈(dan)性應(ying)(ying)力(li)及應(ying)(ying)變。如(ru)(ru)這種剪(jian)應(ying)(ying)力(li)或張(zhang)應(ying)(ying)力(li)達(da)到工(gong)件(jian)金(jin)屬的斷裂強(qiang)度時,工(gong)件(jian)便會突(tu)然崩(beng)去一塊,形成如(ru)(ru)圖7-2(a)所示的崩(beng)碎切(qie)削屑。
帶狀(zhuang)切(qie)屑(xie):當(dang)切(qie)屑(xie)的(de)(de)內應力沒有達到工件金(jin)屬的(de)(de)斷(duan)(duan)裂強度,它將沿著前(qian)傾而繼續(xu)流動,因此連綿不斷(duan)(duan),形成(cheng)如(ru)圖(tu)7-2(b)所示的(de)(de)帶狀(zhuang)切(qie)屑(xie)。當(dang)被切(qie)削(xue)加工材料的(de)(de)塑(su)性較(jiao)大或刀具(ju)前(qian)角較(jiao)大時,常常會得(de)到這(zhe)種切(qie)屑(xie)。
節狀(zhuang)切屑:當工(gong)件金屬的(de)塑(su)性介于上(shang)述(shu)兩(liang)種情(qing)況之(zhi)間(jian)時,便會(hui)出現如圖7-2(c)所示的(de)節狀(zhuang)切屑。
不僅被切(qie)削(xue)加工(gong)金屬的(de)塑性可影(ying)響屑(xie)的(de)類型,而加工(gong)條件(jian)與屑(xie)的(de)類型也(ye)有(you)很密(mi)切(qie)的(de)關系。在一般情(qing)況下,前角(jiao)愈大,切(qie)削(xue)速度愈高,切(qie)削(xue)屑(xie)愈薄,切(qie)屑(xie)越有(you)可能由(you)粒狀(zhuang)(zhuang)(甚(shen)至崩碎(sui))轉變為帶狀(zhuang)(zhuang)。
2. 金屬切削過程
金(jin)屬(shu)切(qie)(qie)(qie)削(xue)過(guo)(guo)程實際(ji)上是切(qie)(qie)(qie)屑形成(cheng)(cheng)過(guo)(guo)程。比較典型的(de)(de)切(qie)(qie)(qie)削(xue)過(guo)(guo)程是:被(bei)(bei)切(qie)(qie)(qie)削(xue)金(jin)屬(shu)受到刀具擠壓而產生(sheng)彈性變形。隨著刀具的(de)(de)切(qie)(qie)(qie)入(ru),應(ying)(ying)(ying)力(li)、應(ying)(ying)(ying)變逐漸加(jia)大。當(dang)剪應(ying)(ying)(ying)力(li)達(da)到材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)屈服強度(du)時,開始產生(sheng)塑性變形-滑(hua)移(yi)。刀具再繼續切(qie)(qie)(qie)入(ru),當(dang)剪應(ying)(ying)(ying)力(li)達(da)到材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)抗拉強度(du)時,金(jin)屬(shu)層經(jing)過(guo)(guo)剪切(qie)(qie)(qie)滑(hua)移(yi)后(hou)被(bei)(bei)擠裂而形成(cheng)(cheng)切(qie)(qie)(qie)屑。實際(ji)上,由于加(jia)工(gong)材(cai)料(liao)(liao)等條件不同,切(qie)(qie)(qie)削(xue)過(guo)(guo)程的(de)(de)這三(san)個階(jie)段(duan)并不完全(quan)顯(xian)示出來。例(li)如,加(jia)工(gong)鑄鐵等脆性材(cai)料(liao)(liao)時,被(bei)(bei)切(qie)(qie)(qie)層在彈性變形后(hou)很快形成(cheng)(cheng)切(qie)(qie)(qie)屑離開母材(cai),而加(jia)工(gong)塑性好的(de)(de)鋼(gang)材(cai)滑(hua)移(yi)階(jie)段(duan)特別明(ming)顯(xian)。由于切(qie)(qie)(qie)屑形成(cheng)(cheng)的(de)(de)過(guo)(guo)程不同,切(qie)(qie)(qie)屑的(de)(de)形狀(zhuang)也不一樣。
3. 切(qie)削(xue)熱(re)
切削和摩擦相似,切削是表面層切削現象(xiang),而(er)摩擦是極薄(bo)的表面現象(xiang),切削熱主(zhu)要(yao)包(bao)括來(lai)源于彈性、塑(su)性變形所(suo)(suo)產(chan)生的熱以及(ji)摩擦所(suo)(suo)產(chan)生的熱。
4. 切削液
切削液的(de)功能,一(yi)方(fang)面可以減少摩擦,另一(yi)方(fang)面可以起到冷(leng)卻作用。此外,還有降(jiang)低金屬強度的(de)作用。

