關于金屬切削層的變形

    一 切屑形成過程及變形區(qū)的劃分


    大量的實驗和理論分析證明，塑性金屬切削過程中切屑的形成過程就是切削層金屬的變形過程。切削層的金屬變形大致劃分為三個變形區(qū)：第一變形區(qū)(剪切滑移)、第二變形區(qū)(纖維化)、第三變形區(qū)(纖維化與加工硬化)。 

    二 積屑瘤的形成及其對切削過程的影響
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    在切削速度不高而又能形成連續(xù)切屑的情況下，加工一般鋼料或其它塑性材料時，常常在前刀面處粘著一塊剖面有時呈三角狀的硬塊。它的硬度很高，通常是工件材料的2-3倍，在處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)時，能夠代替刀刃進行切削。這塊冷焊在前刀面上的金屬稱為積屑瘤或刀瘤。

    積屑瘤是如何形成的? 


    切屑對前刀面接觸處的摩擦，使前刀面十分潔凈。

    當兩者的接觸面達到一定溫度同時壓力又較高時，會產生粘結現象，即一般所謂的“冷焊”。切屑從粘在刀面的底層上流
過，形成“內摩擦”。 

    如果溫度與壓力適當，底層上面的金屬因內摩擦而變形，也會發(fā)生加工硬化，而被阻滯在底層，粘成一體。

    這樣粘結層就逐步長大，直到該處的溫度與壓力不足以造成粘附為止。


    所以積屑瘤的產生以及它的積聚高度與金屬材料的硬化性質有關，也與刃前區(qū)的溫度和壓力分布有關。一般說來，塑性材料的加工硬化傾向愈強，愈易產生積屑瘤；溫度與壓力太低，不會產生積屑瘤；反之，溫度太高，產生弱化作用，也不會產生積屑瘤。走刀量保持一定時，積屑瘤高度與切削速度有密切關系，

    積屑瘤對切削過程的影響


    實際前角增大

    它加大了刀具的實際前角，可使切削力減小，對切削過程起積極的作用。積屑瘤愈高，實際前角愈大。

    增大切削厚度

    使加工表面粗糙度增大

    積屑瘤的底部則相對穩(wěn)定一些，其頂部很不穩(wěn)定，容易破裂，一部分連附于切屑底部而排出，一部分殘留在加工表面上，積屑瘤凸出刀刃部分使加工表面切得非常粗糙，因此在精加工時必須設法避免或減小積屑瘤。?

    對刀具壽命的影響

    積屑瘤粘附在前刀面上，在相對穩(wěn)定時，可代替刀刃切削，有減少刀具磨損、提高壽命的作用。但在積屑瘤比較不穩(wěn)定的情況下使用硬質合金刀具時，積屑瘤的破裂有可能使硬質合金刀具顆粒剝落，反而使磨損加劇。


    防止積屑瘤的主要方法
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    降低切削速度，使溫度較低，粘結現象不易發(fā)生；

    采用高速切削，使切削溫度高于積屑瘤消失的相應溫度；

    采用潤滑性能好的切削液，減小摩擦；

    增加刀具前角，以減小切屑與前刀面接觸區(qū)的壓力；

    適當提高工件材料硬度，減小加工硬化傾向。