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金屬切削原理

[ 2009-8-17 ]  [轉(zhuǎn)載請注明來源:就是要儀器網(wǎng) www.bedgirls.com]

研究金屬切削加工過程中刀具與工件之間相互作用和各自的變化規(guī)律的一門學(xué)科。在設(shè)計機床和刀具﹑制訂機器零件的切削工藝及其定額﹑合理地使用刀具和機床以及控制切削過程時﹐都要利用金屬切削原理的研究成果﹐使機器零件的加工達到經(jīng)濟﹑優(yōu)質(zhì)和高效率的目的。
         簡史 金屬切削原理的研究始于19世紀(jì)中葉。1851年﹐法國人M.科克基拉最早測量了鉆頭切削鑄鐵等材料時的扭矩﹐列出了切除單位體積材料所需功的表格。1864年﹐法國人若塞耳首先研究了刀具幾何參數(shù)對切削力的影響。1870年﹐俄國人..季梅首先解釋了切屑的形成過程﹐提出了金屬材料在刀具的前方不僅受擠壓而且受剪切的觀點。1896年﹐俄國人..布里克斯開始將塑性變形的概念引入金屬切削。至此﹐切屑形成才有了較完整的解釋。1904年﹐英國人J.F.尼科爾森制造了第一臺三向測力儀﹐使切削力的研究水平跨前了一大步。1907年美國人泰勒﹐F.W.研究了切削速度對刀具壽命的影響﹐發(fā)表了著名的泰勒公式。1915年﹐俄國人..烏薩喬夫?qū)犭娕疾宓娇拷邢魅械男】字袦y得了刀具表面的溫度(常稱人工熱電偶法)﹐并用實驗方法找出這一溫度同切削條件間的關(guān)系。1924~1926年﹐英國人E.G.赫伯特﹑美國人H.肖爾和德國人K.科特文各自獨立地利用刀具同工件間自然產(chǎn)生熱電勢的原理測出了平均溫度(常稱自然熱電偶法)。1938~1940年美國人H.厄恩斯特和M.E.麥錢特利用高速攝影機通過顯微鏡拍攝了切屑形成過程﹐并且用摩擦力分析和解釋了斷續(xù)切屑和連續(xù)切屑的形成機理。40年代以來﹐各國學(xué)者系統(tǒng)地總結(jié)和發(fā)展了前人的研究成果﹐充分利用近代技術(shù)和先進的測試手段﹐取得了很多新成就﹐發(fā)表了大量的論文和專著。例如﹐美國人S.拉馬林加姆和J.T.布萊克于1972年通過掃描電鏡利用微型切削裝置對切屑形成作了動態(tài)觀察﹐得到用位錯力學(xué)解釋切屑形成的實驗根據(jù)。
         學(xué)科內(nèi)容 主要內(nèi)容包括金屬切削中切屑的形成和變形﹑切削力和切削功﹑切削熱和切削溫度﹑刀具的磨損機理和刀具壽命﹑切削振動和加工表面質(zhì)量等。
         切屑形成機理 從力學(xué)的角度來看﹐根據(jù)簡化了的模型﹐金屬切屑的形成過程與用刀具把一疊卡片1﹑2﹑3﹑4﹑……等推到 1﹑2﹑3﹑4﹑……等位置(圖1 切屑形成過程示意圖 )的情形相似﹐卡片之間相互滑移即表示金屬切削區(qū)域的剪切變形。經(jīng)過這種變形以后﹐切屑從刀具前面上流過時又在刀﹑屑界面處產(chǎn)生進一步的摩擦變形。通常﹐切屑的厚度比切削厚度大﹐而切屑的長度比切削長度短﹐這種現(xiàn)象就叫切屑變形。金屬被刀具前面所擠壓而產(chǎn)生的剪切變形是金屬切削過程的特征。由于工件材料﹑刀具和切削條件不同﹐切屑的變形程度也不同﹐因此可以得到各種類型的切屑(圖2 切屑的類型 )。



 
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