切削三要素中切削速度对刀具耐用度的影响最大.增大切削速度,刀具耐用度就降低.它们间有一经验公式,为Vc× Tm=C0.
式中 Vc——切削速度;T——刀具耐用度;m——指数,表示对的影响程度;C0——系数,与刀具,工件材料和切削条件有关.切削时,增大进给量f和背吃刀量αp,刀具耐用度将降低.得一实验公式:
f× Tm1=C1
αp× Tm2=C2.
14,产生切削热的多少取决于切削功消耗的多少.切削区的切削温度的高低不仅与产生的切削热多少有关,还与由刀具,切屑,工件及周围介质传出的热量多少有关.如果产生的热量多于传出的热量,切削温度就升高,反之,切削温度就降低.所以,仅以切削热产生的多少不能决定切削区的温度.
15,从机床功率的角度考虑,应在保证切削功率的情况下尽量减少机床消耗的功率.在切削速度一定的情况下,机床的切削功率取决于切削时产生的切削力,所以应优先选用大的进给量.因为在进给量和背吃刀量两参数中,对切削力影响最大的是背吃刀量.
16,这种测力仪的电阻元件是电阻应变片.将若干电阻应变片紧贴在测力仪弹性元件的不同受力位置,分别联成电桥.在切削力的作用下,电阻应变片随着弹性元件的变形而发生变形,使应变片的电阻值改变,破坏了电桥的平衡,于是电流表中有与切削力大小相应的电流经过,经电阻应变仪放大后得到电流示数,再按此电流示数从标定曲线上读出三向切削力之值 .
17,车削时的切削运动为:主运动(切削速度),进给运动(进给量),切深运动(背吃刀量).三个运动方向在车削时互相垂直的,所以车削时将切削力分解成沿三个运动方向,互相垂直的分力.各分力的名称,定义及作用为:Fc——切削力或切向力.是计算车刀强度,设计机床零件,确定机床功率所必需的基本参数.Ff——进给力或轴向力. 是设计机床走刀强度,计算车刀进给功率所必需的.Fp——背向力或径向力.确定与工件加工精度有关的工件挠度,计算机床零件强度,它也是使工件在切削过程中产生振动的力.
刀具几何角度中,前角γ0对切削力Fc的影响最大.加工塑性材料时,前角γ0增大,切削力Fc降低.前角对切削力的影响程度随着切削速度的增大而减小.加工脆性材料时,由于切屑变形很小,所以前角γ0对切削力Fc的影响不显著.(2)主偏角Kr对切削力Fc的影响较小,随着主偏角的增加,Fc先减小后增加.Kr对背向力Fp和进给力Ff的影响较大.Fp随Kr的增大而减小,Ff随Kr的增大而增大.
切削三要素Vc, f ,αsp增大,切削温度升高,但它们对切削温度的影响程度不一,Vc以的影响最大,f次之,αsp最小.因此,为了有效控制切削温度以提高刀具耐用度,在机床允许的条件下,选用较大的背吃刀量
αsp和进给量f,比选用大的切削速度Vc更为有利.
加工钢料塑性材料时,前刀面的切削温度比后刀面的切削温度高,而加工铸铁等脆性材料时,后刀面的切削温度比前刀面的切削温度高.因为加工塑性材料时,切屑在前刀面的挤压下,其底层金属和前刀面发生摩擦而产生大量切削热,使前刀面的温度升高.加工脆性材料时,由于塑性变形很小,崩碎的切屑在前刀面滑移的距离短,所以前刀面的切削温度不高,而后刀面的摩擦产生的切削热使后刀面切削温度升高而超过前刀面的切削温度.
前刀面和后刀面上的最高温度都不在刀刃上,而是离开刀刃有一定距离的地方.切削区最高温度点大约在前刀面与切屑接触长度的一半处,这是因为切屑在第一变形区加热的基础上,切屑底层很薄一层金属在前刀面接触区的内摩擦长度内又经受了第二次剪切变形,切屑在流过前刀面时又继续加热升温.随着切屑沿前刀面的移动,对前刀面的压力减小,内摩擦变为外摩擦,发热量减少,传出的热量多,切削温度逐渐下降.
刀具的磨损过程可分为三个过程 1)初期磨损阶段.因为新刃磨的刀具后面存在粗糙不平及显微裂纹等缺陷,而且切削刃较锋利,后刀面与加工表面接触面积较小,压应力较大,所以,这一阶段的磨损较快.(2)正常磨损阶段.经过初期磨损后,刀具后面粗糙表面已经磨平,单位面积压力减小,磨损比较缓慢且均匀,进入正常磨损阶段.(3)急剧磨损阶段.当磨损量增加到一定限度后,加工表面粗糙度增加,切削力与切削温度迅速升高,刀具磨损量增加很快,甚至出现噪音,振动.
具的磨损形式可分为三种:(1)前面磨损.切削塑性材料时,如果切削速度和切削层公称厚度较大,则在前刀面上形成月牙洼磨损.它以切削温度最高的位置为中心开始发生,然后逐渐向前后扩展,深度不断增加.(2)后面磨损.切削铸铁和以较小的切削层公称厚度切削塑性材料时,工件的新鲜加工表面与刀具后面接触,相互摩擦,引起后面磨损.后面磨损形式是磨成后角等于零的磨损棱带.(3)切削钢料,锻件和外皮粗糙的工件时,常在主切削刃靠近工件外皮处以及副切削刃靠近刀尖处的后面上,磨出较深的沟纹.
进给量对切削力和切削温度的影响不一样.进给量增大,切削力,切削温度增加,是以指数的关系增大.同时,切削厚度也成比例增大,刀屑接触长度也增加,有切屑带走的切削热增加,散热面积也有所增加.这样,进给量对切削温度的影响指数小于对切削力的影响指数,即对切削温度的影响小于对切削力的影响.
当增加1倍时,T2v= Cf/((2V)5.αp0.75)=0.031T;
当增加1倍时,T2αp =Cf/(V5.(2αp)0.75)=0.6T.
V增加1倍,耐用度T降低97%,而αp增加1倍时,耐用度T降低40%,显然速度对耐用度影响大.这是因为速度增加,切削功率增加,产生的热量增加,切屑带走的热量减小,切削区温度升高,加剧了刀具的磨损,使刀具耐用度急剧下降;而背吃刀量增加,容热体积成倍增加,因此虽然热量有所增加,但温度并没有明显增加,刀具磨损程度并没有明显增加,所以对刀具耐用度影响不大.