切削力
切(qie)削(xue)時刀具(ju)的(de)前面(mian)和(he)后(hou)面(mian)上都承受(shou)法向力(li)(li)(li)和(he)摩擦(ca)力(li)(li)(li),這(zhe)(zhe)些(xie)力(li)(li)(li)組成合力(li)(li)(li)F,在(zai)(zai)(zai)外圓(yuan)車(che)削(xue)時,一般將這(zhe)(zhe)個(ge)切(qie)削(xue)合力(li)(li)(li)F分解成三個(ge)互相垂直(zhi)的(de)分力(li)(li)(li)(圖3[切(qie)削(xue)合力(li)(li)(li)和(he)分力(li)(li)(li)]):切(qie)向力(li)(li)(li)F──它(ta)在(zai)(zai)(zai)切(qie)削(xue)速(su)度方(fang)向上垂直(zhi)于(yu)(yu)刀具(ju)基(ji)面(mian),常(chang)稱(cheng)(cheng)主切(qie)削(xue)力(li)(li)(li);徑向力(li)(li)(li)F──在(zai)(zai)(zai)平(ping)(ping)行(xing)于(yu)(yu)基(ji)面(mian)的(de)平(ping)(ping)面(mian)內,與進給(gei)(gei)方(fang)向垂直(zhi),又(you)(you)稱(cheng)(cheng)推力(li)(li)(li);軸(zhou)向力(li)(li)(li)F──在(zai)(zai)(zai)平(ping)(ping)行(xing)于(yu)(yu)基(ji)面(mian)的(de)平(ping)(ping)面(mian)內,與進給(gei)(gei)方(fang)向平(ping)(ping)行(xing),又(you)(you)稱(cheng)(cheng)進給(gei)(gei)力(li)(li)(li)。一般情(qing)況下,F大,F和(he)F較小,由于(yu)(yu)刀具(ju)的(de)幾(ji)何參(can)數刃磨質量和(he)磨損情(qing)況的(de)不同和(he)切(qie)削(xue)條件的(de)改變(bian),F、F對F的(de)比值(zhi)在(zai)(zai)(zai)很大的(de)范圍內變(bian)化(hua)。
切(qie)(qie)削(xue)(xue)過(guo)(guo)程(cheng)中實際切(qie)(qie)削(xue)(xue)力的(de)(de)(de)大小,可以利用測(ce)力儀(yi)測(ce)出。測(ce)力儀(yi)的(de)(de)(de)種(zhong)類很多,較常用的(de)(de)(de)是電阻(zu)絲(si)式(shi)和壓電晶體式(shi)測(ce)力儀(yi)。測(ce)力儀(yi)經(jing)過(guo)(guo)標定以后就可測(ce)出切(qie)(qie)削(xue)(xue)過(guo)(guo)程(cheng)中各個分力的(de)(de)(de)大小。
切削熱
切(qie)(qie)(qie)削(xue)金屬(shu)時,由于(yu)切(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)剪切(qie)(qie)(qie)變形所(suo)作(zuo)的(de)功和(he)刀具(ju)前(qian)面、后(hou)面摩擦(ca)所(suo)作(zuo)的(de)功都轉變為熱(re)(re)(re),這(zhe)種(zhong)熱(re)(re)(re)叫切(qie)(qie)(qie)削(xue)熱(re)(re)(re)。使(shi)用(yong)切(qie)(qie)(qie)削(xue)液(ye)時,刀具(ju)、工件(jian)(jian)和(he)切(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)上的(de)切(qie)(qie)(qie)削(xue)熱(re)(re)(re)主(zhu)要(yao)由切(qie)(qie)(qie)削(xue)液(ye)帶走(zou);不(bu)用(yong)切(qie)(qie)(qie)削(xue)液(ye)時,切(qie)(qie)(qie)削(xue)熱(re)(re)(re)主(zhu)要(yao)由切(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)、工件(jian)(jian)和(he)刀具(ju)帶走(zou)或傳出,其中切(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)帶走(zou)的(de)熱(re)(re)(re)量大,傳向刀具(ju)的(de)熱(re)(re)(re)量雖小,但前(qian)面和(he)后(hou)面上的(de)溫度卻影響著切(qie)(qie)(qie)削(xue)過程和(he)刀具(ju)的(de)磨損情(qing)況(kuang),所(suo)以了解(jie)切(qie)(qie)(qie)削(xue)溫度的(de)變化規律是十分(fen)必要(yao)的(de)。
切削溫度
切(qie)(qie)削(xue)過程中切(qie)(qie)削(xue)區(qu)(qu)(qu)各處(chu)的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)是不(bu)同的(de)(de)(de),形成(cheng)一個(ge)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)場切(qie)(qie)屑(xie)(xie)和工件的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)分布,這個(ge)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)場影響(xiang)切(qie)(qie)屑(xie)(xie)變形、積屑(xie)(xie)瘤的(de)(de)(de)大小、加(jia)工表(biao)面(mian)質量、加(jia)工精度(du)(du)和刀具的(de)(de)(de)磨損等,還影響(xiang)切(qie)(qie)削(xue)速度(du)(du)的(de)(de)(de)提高。一般說來(lai),切(qie)(qie)削(xue)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)金屬經過剪切(qie)(qie)變形以后成(cheng)為切(qie)(qie)屑(xie)(xie),隨之又進一步與刀具前(qian)面(mian)發生劇(ju)烈摩擦,所以溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)場中溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)分布的(de)(de)(de)高點不(bu)是在(zai)正壓力(li)大的(de)(de)(de)刃(ren)口(kou)處(chu),而是在(zai)前(qian)面(mian)上距刃(ren)口(kou)一段距離的(de)(de)(de)地方。切(qie)(qie)削(xue)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)分布情(qing)況(kuang),須用(yong)人工熱電(dian)偶(ou)法(fa)或紅(hong)外(wai)測溫(wen)(wen)(wen)法(fa)等測出。用(yong)自然熱電(dian)偶(ou)法(fa)測出的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)僅(jin)是切(qie)(qie)削(xue)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)平均溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)。
刀具磨損
具在切(qie)削時的(de)(de)磨(mo)(mo)(mo)損(sun)(sun)(sun)是(shi)切(qie)削熱和(he)(he)機械摩擦所產生的(de)(de)物(wu)理作(zuo)用和(he)(he)化學作(zuo)用的(de)(de)綜合結果。刀(dao)具磨(mo)(mo)(mo)損(sun)(sun)(sun)表現為在刀(dao)具后面上出現的(de)(de)磨(mo)(mo)(mo)損(sun)(sun)(sun)帶、缺口和(he)(he)崩刃等(deng),前面上常(chang)(chang)出現的(de)(de)月牙洼狀的(de)(de)磨(mo)(mo)(mo)損(sun)(sun)(sun),副后面上有(you)時出現的(de)(de)氧(yang)(yang)化坑和(he)(he)溝(gou)紋(wen)狀磨(mo)(mo)(mo)損(sun)(sun)(sun)等(deng)。當這些磨(mo)(mo)(mo)損(sun)(sun)(sun)擴展到一定程度(du)以后就引起(qi)刀(dao)具失效,不能繼續使用。刀(dao)具逐漸磨(mo)(mo)(mo)損(sun)(sun)(sun)的(de)(de)因素(su),通常(chang)(chang)有(you)磨(mo)(mo)(mo)料磨(mo)(mo)(mo)損(sun)(sun)(sun)、粘著磨(mo)(mo)(mo)損(sun)(sun)(sun)、擴散磨(mo)(mo)(mo)損(sun)(sun)(sun)、氧(yang)(yang)化磨(mo)(mo)(mo)損(sun)(sun)(sun)、熱裂磨(mo)(mo)(mo)損(sun)(sun)(sun)和(he)(he)塑性(xing)變形等(deng)。在不同(tong)的(de)(de)切(qie)削條件下(xia)(xia),尤其是(shi)在不同(tong)切(qie)削速(su)度(du)的(de)(de)條件下(xia)(xia),刀(dao)具受上述一種(zhong)或幾種(zhong)磨(mo)(mo)(mo)損(sun)(sun)(sun)機理的(de)(de)作(zuo)用。例如,在較(jiao)低切(qie)削速(su)度(du)下(xia)(xia),刀(dao)具一般都因磨(mo)(mo)(mo)料磨(mo)(mo)(mo)損(sun)(sun)(sun)或粘著磨(mo)(mo)(mo)損(sun)(sun)(sun)而破損(sun)(sun)(sun);在較(jiao)高速(su)度(du)下(xia)(xia),容(rong)易產生擴散磨(mo)(mo)(mo)損(sun)(sun)(sun)、氧(yang)(yang)化磨(mo)(mo)(mo)損(sun)(sun)(sun)和(he)(he)塑性(xing)變形。
刀具壽命
刀具(ju)(ju)由開(kai)始切(qie)削達到刀具(ju)(ju)壽(shou)命(ming)(ming)判據(ju)以前所經過的(de)(de)切(qie)削時(shi)間叫做刀具(ju)(ju)壽(shou)命(ming)(ming)(曾稱(cheng)刀具(ju)(ju)耐用度),刀具(ju)(ju)壽(shou)命(ming)(ming)判據(ju)一般采用刀具(ju)(ju)磨損量的(de)(de)某個預定(ding)值(zhi),也可以把某一現象的(de)(de)出現作(zuo)為判據(ju),如振動激化、加工(gong)表面(mian)粗糙度惡(e)化,斷屑(xie)不良(liang)和崩刃等(deng)。達到刀具(ju)(ju)壽(shou)命(ming)(ming)后(hou),應(ying)將刀具(ju)(ju)重(zhong)磨、轉位或(huo)廢(fei)(fei)棄(qi)。刀具(ju)(ju)在(zai)廢(fei)(fei)棄(qi)前的(de)(de)各(ge)次刀具(ju)(ju)壽(shou)命(ming)(ming)之(zhi)和稱(cheng)為刀具(ju)(ju)總壽(shou)命(ming)(ming)。
生(sheng)(sheng)產(chan)中常(chang)根據加工條件按(an)低生(sheng)(sheng)產(chan)成本或高(gao)生(sheng)(sheng)產(chan)率的原則,來確(que)定(ding)刀具壽(shou)命(ming)和擬定(ding)工時定(ding)額(e)。
切削加工性
指零(ling)件被切(qie)(qie)削(xue)加(jia)(jia)工成合格(ge)品的(de)難(nan)易程度(du)。它(ta)根據具(ju)體(ti)加(jia)(jia)工對象和要(yao)求,可用刀具(ju)壽命的(de)長短、加(jia)(jia)工表面(mian)質(zhi)量的(de)好壞(huai)、金(jin)屬切(qie)(qie)除率的(de)高(gao)低、切(qie)(qie)削(xue)功率的(de)大小和斷屑(xie)的(de)難(nan)易程度(du)等(deng)作(zuo)為判據。在生產和實驗研(yan)究(jiu)中,常(chang)以作(zuo)為某種材(cai)料的(de)切(qie)(qie)削(xue)加(jia)(jia)工性(xing)(xing)的(de)指標,它(ta)的(de)含義是:當刀具(ju)壽命為分鐘(zhong)時,切(qie)(qie)削(xue)該材(cai)料所(suo)允許的(de)切(qie)(qie)削(xue)速(su)度(du)。越高(gao),表示加(jia)(jia)工性(xing)(xing)越好,一(yi)般取60、30、20或10分鐘(zhong)。
加工表面質量
通常包(bao)括表(biao)面(mian)(mian)粗(cu)(cu)糙(cao)度加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)硬化(hua)(hua)殘(can)余應力、表(biao)面(mian)(mian)裂(lie)紋和(he)金相顯微組織變化(hua)(hua)等。切(qie)(qie)削(xue)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)中影(ying)響加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)表(biao)面(mian)(mian)質量的(de)(de)(de)因(yin)素(su)很多,例(li)如刀具(ju)的(de)(de)(de)刀尖(jian)圓(yuan)弧半徑(jing)進給量和(he)積屑(xie)瘤等是影(ying)響表(biao)面(mian)(mian)粗(cu)(cu)糙(cao)度的(de)(de)(de)主要(yao)因(yin)素(su);刀具(ju)的(de)(de)(de)刃口鈍圓(yuan)半徑(jing)和(he)磨損及(ji)切(qie)(qie)削(xue)條件是影(ying)響加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)硬化(hua)(hua)和(he)殘(can)余應力的(de)(de)(de)主要(yao)因(yin)素(su)。因(yin)此,生(sheng)產中常通過改(gai)變刀具(ju)的(de)(de)(de)幾何形(xing)狀和(he)選擇合理的(de)(de)(de)切(qie)(qie)削(xue)條件來(lai)提(ti)高(gao)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)表(biao)面(mian)(mian)質量。
切削振動
切(qie)削過程中,刀(dao)具(ju)與(yu)工(gong)件(jian)之(zhi)間經常會(hui)(hui)產(chan)生(sheng)自(zi)由(you)(you)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)、振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)或(huo)自(zi)激振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(顫振(zhen)(zhen)(zhen))等(deng)類型的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機械振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)。自(zi)由(you)(you)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)是(shi)由(you)(you)機床零部(bu)件(jian)受到某些突然沖(chong)擊所引(yin)(yin)起(qi),它(ta)會(hui)(hui)逐漸衰(shuai)減。振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)是(shi)由(you)(you)機床內部(bu)或(huo)外部(bu)持(chi)續的(de)(de)(de)(de)(de)(de)交(jiao)變干擾(rao)(rao)力(如不平衡(heng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機床運動(dong)(dong)件(jian)、斷續切(qie)削等(deng))所引(yin)(yin)起(qi),它(ta)對切(qie)削產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)取決(jue)于干擾(rao)(rao)力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小及(ji)其頻(pin)率(lv)。自(zi)激振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)是(shi)由(you)(you)于刀(dao)具(ju)與(yu)工(gong)件(jian)之(zhi)間受到突然干擾(rao)(rao)力(如切(qie)削中遇到硬點)而(er)引(yin)(yin)起(qi)初始振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong),使刀(dao)具(ju)前角、后角和(he)切(qie)削速度等(deng)發生(sheng)變化,以及(ji)產(chan)生(sheng)振(zhen)(zhen)(zhen)型耦合等(deng),并從穩態作用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能源中獲(huo)得周期性作用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能源,促(cu)進(jin)并維持(chi)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)。通常,根據(ju)切(qie)削條件(jian)可能產(chan)生(sheng)各種(zhong)原(yuan)生(sheng)型自(zi)激振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong),從而(er)在(zai)加工(gong)表(biao)面上(shang)留(liu)下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)(zhen)紋,又(you)會(hui)(hui)產(chan)生(sheng)更為常見的(de)(de)(de)(de)(de)(de)再生(sheng)型自(zi)激振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)。上(shang)述各種(zhong)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)通常都會(hui)(hui)影(ying)響(xiang)(xiang)加刀(dao)表(biao)面質量,降低(di)機床和(he)刀(dao)具(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)壽命,降低(di)生(sheng)產(chan)率(lv),并引(yin)(yin)起(qi)噪(zao)聲,極為有害,必須設法(fa)消(xiao)除或(huo)減輕。
切屑控制
指控(kong)制切(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)的(de)形狀和(he)長短(duan)。通(tong)過(guo)(guo)控(kong)制切(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)的(de)卷(juan)曲半(ban)(ban)徑(jing)和(he)排出方(fang)向,使切(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)碰撞到(dao)工件或刀(dao)(dao)具上,而使切(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)的(de)卷(juan)曲半(ban)(ban)徑(jing)加(jia)大,促使切(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)中的(de)應力也逐漸增(zeng)加(jia),直(zhi)至折斷切(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)的(de)卷(juan)曲半(ban)(ban)徑(jing)可以通(tong)過(guo)(guo)改變切(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)的(de)厚度(du)、在刀(dao)(dao)具前面上磨制卷(juan)屑(xie)(xie)槽(cao)或斷屑(xie)(xie)臺來(lai)控(kong)制,其排出方(fang)向則(ze)主要靠選擇合理(li)(li)的(de)主偏角(jiao)和(he)刃傾角(jiao)來(lai)控(kong)制。現代人們已能用(yong)兩位或三位數字編(bian)碼的(de)方(fang)式(shi)來(lai)表示各種切(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)的(de)形狀,通(tong)常認為短(duan)弧形切(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)是合理(li)(li)的(de)斷屑(xie)(xie)形狀。
切削液
也稱冷卻潤滑液(ye),用于減少切(qie)削(xue)過程中的(de)(de)摩擦和降低(di)切(qie)削(xue)溫度,以提(ti)高(gao)刀(dao)具壽命、加工質量和生產(chan)效率。常用的(de)(de)切(qie)削(xue)液(ye)有(you)切(qie)削(xue)油、乳(ru)化液(ye)和化學切(qie)削(xue)液(ye)3類。