1 鱗剌現(xiàn)象
金屬材料在切削過程中,往往在零件表面上出現(xiàn)不同程度的鱗刺現(xiàn)象,而且因材料不同蒋搜、切削用量不同、刀具刃幾何角度不同判莉,表現(xiàn)出來的鱗刺高低程度也不同豆挽。有資料表明,在較低的切削速度下券盅,用高速鋼帮哈、硬質(zhì)合金或陶瓷刀具,切削一些常用的塑性金屬材料時锰镀,在車娘侍、刨、插泳炉、鉆憾筏、拉、滾齒花鹅、車螺紋氧腰、鉸螺紋、板牙等加工工序中呐缸,都可能出現(xiàn)鱗刺锋辩。鱗刺對零件表面質(zhì)量有嚴重影響,使零件表面層產(chǎn)生殘余應力祈痢,進而使零件表面容易產(chǎn)生微裂紋,降低零件的疲勞強度缕沟。對于裝配零件姚菱,裝配后,實際接觸表面減小葛暇、接觸剛度降低皂汞,影響機器的工作精度。由此可知,鱗刺是切削加工中獲得較好的表面質(zhì)量的一大障礙熄晕。
2 鱗刺的形成過程及原因
鱗刺形成的開始是抹拭階段傲丹,這時前一鱗刺已經(jīng)形成,新鱗刺還未出現(xiàn)尔网,切屑沿著前刀面流出酬俯,切屑以剛切離的新鮮表面抹拭刀的前面,將前刀面上起潤滑作用的吸附膜逐漸拭凈顷歌,切屑和前刀面的摩擦系數(shù)逐漸加大锰蓬,切屑底層金屬流速降低,金屬纖維被拉長眯漩,出現(xiàn)“滯流”現(xiàn)象芹扭,當接觸面間切削刃處的壓力、溫度增加到一定程度時赦抖,切屑底層中的切應力超過材料的剪切強度舱卡,滯流層金屬流速為零,此時切屑和刀具就發(fā)生冷焊現(xiàn)象如圖1(a)所示队萤,切屑停留在前刀面上轮锥,暫時不沿前刀面流出,且代替前刀面擠壓待切削層浮禾,這時切削刃的前下方切屑與加工表面之間出現(xiàn)一裂口交胚,如圖1(b)所示,由于切削運動的連續(xù)性盈电,切屑一旦滯留在前刀面上蝴簇,便代替刀具繼續(xù)擠壓切削層,使切削層中受到擠壓的金屬轉(zhuǎn)化為切屑探快,而這部分新成為切屑的金屬鹤曼,將逐層地積聚在起擠壓作用的那部分切屑的下方,這些金屬一旦積聚并轉(zhuǎn)化為切屑榨狐,便立即參加擠壓切削層的作用暇创,如圖1(c)所示。隨著層積過程的發(fā)展咱漱,切削厚度將逐漸增大屈腻,切削力隨之增大,切削抗力也隨之增大温履,切屑沿前面流出時的水平推力也增大姑王。
當層積金屬達到一定厚度后,水平分力也隨之增大到能夠推動切屑重新流出的程度亥护,于是切屑又重新開始沿前刀面流出盆战,同時切削刃便刮出鱗刺的頂部,一個鱗刺的形成過程使告結(jié)束,緊接著又開始另一個新鱗刺的形成過程诈火,如圖1(d)所示兽赁。
從前面的鱗刺形成的過程看,金屬材料尤其是塑性金屬材料在切削加工過程中冷守,導致鱗刺形成的原因是前刀面與切屑摩擦形成粘結(jié)層并逐漸堆積刀崖,切屑在刀具的前刀面上周期性地停滯,代替刀具的前刀面擠壓切削層教沾,加劇了金屬的塑性變形蒲跨。切削層金屬的積聚,使切削層增大并向切削線以下延伸授翻,導致切削刃前方的加工面上產(chǎn)生導裂或悲,當切削力超過粘結(jié)力時,切屑流出并被切離而導裂層殘留在已加工表面上形成鱗刺堪唐。需要說明的是積屑瘤對鱗刺也有影響:金屬在切削加工過程中巡语,常常有一些從切屑或工件上帶來的金屬層積并冷焊在前刀面上,形成硬度很高的金屬塊淮菠,它能代替刀面和刀刃進行切削男公,這一小硬塊就是積屑瘤。由于積屑瘤使用其圓鈍的前端擠壓切削層合陵,使切削層中的金屬大部分成為切屑流出码完,而很小一部分周期地冷焊和層積在積屑瘤的前端,層積到一定高度后玉唉,便被積屑瘤刮頂而成為鱗刺银悄。從另一個方面講,積削瘤的存在婚拭,導致刀具的切削角度變化淫雾,由切削瘤代替切削刃切削,刀具的鋒利程度下降墅波,刀具變鈍簇像,更容易造成切削層在刀具的前刀面上層積,增大切削抗力帚棚,致使切削表面撕裂芋总,形成鱗刺(如圖2),積屑瘤周期地形成鱗刺并使積削瘤前端周期地破碎(為此兆性,積屑瘤加劇鱗刺的形成套尤,使加工表面質(zhì)量嚴重下降。
3 切削因素的影響及抑制措施
影響鱗刺的主要因素有:切削速度副瀑、切削深度、刀具的前角、工件的材質(zhì)和切削液糠睡。
- 切削速度
- 切削速度主要是通過切削溫度來影響鱗刺挽鞠,溫度在一定范圍時,刀和屑間的摩擦系數(shù)最大狈孔,容易產(chǎn)生切削層的層積信认,切削速度是影響切削溫度的主要因素,在某一適中切削速度范圍內(nèi)容易形成鱗刺均抽。通過實踐發(fā)現(xiàn)嫁赏,切削速度低時,開始出現(xiàn)鱗刺但高度較小油挥,鱗刺的高度隨著切削速度的提高而增大潦蝇,達到一定速度時便減小,最后消失深寥。
- 切削厚度
- 如果在同一切削速度下攘乒,切削厚度增大時,切削溫度和力及與切屑接觸長度隨之增大怀程,因此袁挟,鱗刺形成及高度隨著切削厚度增大而增大。
- 刀具的前角
- 刀具的前角增大時遣备,前刀面上的法向力減小拘栅,切削溫度降低,切屑變形減小休贴,當切削速度低時角涯,鱗刺的高度隨前角增大而下降,但切削速度高時已堆,隨著切削溫度的升高爆踱,鱗刺的高度卻隨著前角增大而增大。
- 材質(zhì)
- 在實踐中發(fā)現(xiàn)你拗,在較低的切削速度下变抡,經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理的工件,切削后鱗刺較大括绣;正火處理的工件較小酌省。但在較高的切削速度下,情況完全不一樣监氢,經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的工件產(chǎn)生鱗刺高度較小布蔗,正火退火處理的工件較高。
- 切削液及其他
- 切削液的使用浪腐,可以有效控制切削溫度纵揍,減少摩擦顿乒,采用潤滑冷卻性能很好的切削液可以防止和抑制鱗刺產(chǎn)生和生長。選用與工件材料化學親和性差的刀具材料泽谨,也可以抑制鱗刺產(chǎn)生璧榄。
4 結(jié)語
綜上所述,影響鱗刺的因素有很多吧雹,但不難發(fā)現(xiàn)骨杂,切削速度是影響鱗刺產(chǎn)生的關鍵,我們從實際生產(chǎn)過程中總結(jié)發(fā)現(xiàn)雄卷。在車螺紋搓蚪、鉆孔、攻絲等切削速度較低的情況下丁鹉,可以采用以下措施來抑制鱗刺妒潭。減少切削深度,適當增大前角吻讽,采用潤滑性能較好的冷卻液贸薇,進一步降低切削速度或人工加熱切削區(qū)。若在精加工表面時值资,切削速度較高鸡犯,可以采用硬質(zhì)合金刀具,并進一步提高切削速度雏仆,或?qū)⒐ぜ邢骷庸で白髡{(diào)質(zhì)處理葫柴,適當減小刀具的前角等,采取這些措施的目的在于提高切削溫度狠浮,抑制鱗刺的生長舍辐,達到提高表面的質(zhì)量的目的。
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