精密切削过程:
在精密切割过程中,采用微量切割法,切割深度小,切割功能主要由刀具切割叶片弧承担。加工材料是否可以切割碎片主要取决于刀具叶片弧处加工材料质点的应力。
为了研究微量切割过程,了解切割过程中的各种现象,首先分析过渡切割过程。以旋转刀具的切割为例,分析过渡切割过程中刀具切割刃与工件表面的接触和工件材料的变形。图3-10显示了单刃旋转刀铣削平面的切割过程,点线表示切割刀的运动轨迹,实线表示加工表面的轮廓。
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从刀具切割刃与工件接触开始,刀具在工件上滑动一定距离,工件表面仅产生弹性变形。切割刃移动后,工件表面仍能恢复到原状态。工件表面切割刃的滑动称为弹性滑动。
随着刀具继续旋转,背部刀具的数量不断增加,塑性变形开始在工件表面产生。在这个塑性变形区域,在工件表面滑动后,工件表面被刺伤并划伤,但此时并没有真正去除材料。工件表面切割刀的滑动称为塑性滑动。
塑性滑动后,随着背部刀量的增加,切割过程开始了。由于工件表面的弹性和塑性变形,切割刀片的运动轨迹不会与加工表面形成的轮廓线重叠。
通过改变刀具的切入角度,可以依次改变刀具与工件的最大干涉深度,从而得到如图3-10所示的曲线。
当切割刃的最大干涉深度非常小时,即切入角非常小时,即图3-10中(1)的切割状态。
此时,刀具只滑过工件表面,工件表面无刀具切割痕迹,刀具与加工表面的所有接触长度均属于弹性变形区。
当刀具和工件的最大干涉深度达到一定值时,切割状态如图3-10(2)所示。在切割开始时,弹性滑动区域为弹性滑动区域,然后进入塑性变形区域。切割刃滑动后,塑性变形区域会留下沟痕,但不会产生切屑。
继续增加刀具和上部的最大干扰深度,形成图3-10(3)切割状态,在切割刀片和工件表面接触弹性滑动区域,随着后刀量的增加,变成塑性滑动区域,然后是切割区域,塑性变形和去除工件表面形成的沟槽。随着后刀量的减少,然后过渡到塑性变形区和弹性变形区。
必须指出的是,塑性滑动区也有弹性变形区,切割区既有切屑去除区,也有塑性变形区和弹性变形区。
因此,在微量切割过程中,刀刃弧附近的材料部分被切除,另一部分被挤压,产生弹性和塑性变形。超精密加工的切割效果由刀具的切割效果和碾压效果组成。在加工表面形成过程中,碾压效果占很大比例,即加工表面的质量在很大程度上受到碾压效果的影响。