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炮塔銑床、數控銑床、加工中心在切削過程中的金屬變形
閱讀：502 發布時間：2021-11-3
炮塔銑床、數控銑床、加工中心對塑性金屬進行切削時，切屑的形成過程就是切削層金屬的變形過程。根據切削過程中整個切削區域金屬材料的變形特點，可將刀具切削刃附近的切削層劃分為三個變形區。
1、第Ⅰ變形區，其變形的主要特征是金屬晶格間出現剪切滑移以及隨之產生的加工硬化。
2、第Ⅱ變形區，其特征是晶粒剪切滑移劇烈呈纖維化，離前刀面越近，纖維化現象越明顯。
3、第Ⅲ變形區，第Ⅲ變形區是刀具與工件已加工表面間的摩擦區，已加工表面受到刀具切削刃鈍圓部分及后刀面的擠壓和摩擦， 使切削層金屬發生變形。
這三個變形區匯集在刀具切削刃附近，相互關聯相互影響，成為切削變形區。切削過程中產生的各種現象均與這三個區域的變形有關。
炮塔銑床、數控銑床、加工中心在金屬切削過程中，刀具切除工件上的多余金屬層，被切離工件的金屬稱為切屑。由于工件材料及切削條件不同，會產生不同類型的切屑。常見的切屑有四種類型，即帶狀切屑、擠裂切屑、單元切屑和崩碎切屑。
1、帶狀切屑，加工塑性金屬材料，通常切削厚度較小、切削速度較高、刀具前角較大時得到帶狀切屑。形成這種切屑時，切削過程平穩，已加工表面的表面粗糙度值較小，需采取斷屑措施，可通過減小前角、加寬負倒棱、降低切削速度等措施促進卷屑，在前刀面上磨斷屑槽也可促進斷屑。
2、擠裂切屑，擠裂切屑變形程度比帶狀切屑大。這種切屑是在加工塑性金屬材料，切削厚度較大、切削速度較低、刀具前角較小時得到的。此時切削過程中產生一定的振動，已加工表面較粗糙。
3、單元切屑，又稱為粒狀切屑，加工塑性較差的金屬材料時，在擠裂切屑基礎上將切削厚度進一步增大，切削速度和前角進一步減小，使剪切裂紋進一步擴展而斷裂成梯形的單元切屑。
以上三種切屑只有在加工塑性材料時才可能得到。在生產中見的是帶狀切屑，有時得到擠裂切屑，單元切屑則很少見。
4、崩碎切屑，切削鑄鐵等脆性金屬材料時，由于材料的塑性差、抗拉強度低，切削層往往未經塑性變形就產生了脆性崩裂，行程不規則的崩碎切屑。此時，切削力波動很大，有沖擊載荷，已加工表面凹凸不平。
1、積屑瘤的形成
在一定切削速度范圍內，加工鋼材、有色金屬等塑性材料時，在切削刃附近的前刀面上粘附著一塊金屬硬塊，它包圍著切削刃且覆蓋著部分前刀面，這塊剖面呈三角狀的金屬硬塊稱為積屑瘤。形成積屑瘤的條件主要取決于切削溫度，例如切削中碳鋼的切削溫度在300~380℃時，易產生積屑瘤。
2、積屑瘤對切削的影響
①對切削力的影響，積屑瘤粘結在前刀面上，增大了刀具的實際前角，可使切削力減小。但由于積屑瘤不穩定，導致了切削力的波動。
②對已加工表面粗糙度的影響，積屑瘤不穩定，易破裂，其碎片隨機性地散落，可能會留在已加工表面上。另外，積屑瘤形成的刃口不光滑，使已加工表面變得粗糙。
③對刀具壽命的影響，積屑瘤相對穩定時，可代替切削刃切削，減小了切屑與前刀面的接觸面積，延長了刀具壽命；積屑瘤不穩定時，破裂部分有可能引起硬質合金刀具的剝落，反而降低了刀具壽命。
顯然，積屑瘤有利有弊。粗加工時，對精度和表面粗糙度要求不高，如果積屑瘤能穩定生長，則可以代替刀具進行切削，保護刀具，同時減少切削變形；精加工時，則應避免積屑瘤的出現。
3、減少或避免積屑瘤的措施
①避免采用易產生積屑瘤的速度進行切削，即宜采用低速或高速切削，因低速切削加工效率低，故多采用高速切削。
②采用大前角刀具切削，以減少刀具前刀面與切屑接觸的壓力。
③適當提高工件材料的硬度，減小加工硬化傾向。
④使用潤滑性能好的切削液，減小前刀面的表面粗糙度值，降低刀具與切屑接觸面的摩擦因數。