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金属切削加工切屑形状参数的量化计算 |
| 来源：信息中心 时间：2009-2-1 10:07:29 |
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1. 引言
在金属切削加工过程中，切屑形状千变万化，要实现切屑形成过程仿真，必须将切屑形状参数化，并根据加工条件计算这些参数值。
多年来，国内外学者对切屑形状及其形成进行了大量深入研究，建立起十几种切屑形成模型，在切屑流动方向、切屑卷曲机理及切屑折断方式等方面取得了重要成果。但由于切屑问题极为复杂，许多研究尚属定性分析，特别是对切屑横向卷曲还没有量化计算的方法。
本文根据切屑的形成机理及变形规律，分析影响切屑形状各因素的主次程度，建立数学模型，实现对切屑形状参数量化计算，为切屑造型提供数据。
切屑上卷曲率1/rx，横卷曲率1/rz，流屑角h。则螺旋切屑的形状参数可表示为
切屑厚度hch，切屑宽度bch，切屑偏角kch(如切屑在宽度方向形成侧流和副切削刃参加切削。据此从理论上建立切屑横向曲率计算公式，未知因素由实验系数调整。
设切屑形成时在宽度方向上的变形量为D，受工件阻碍引起长度方向上的速度差Dv=v2-v1，同时产生角速度w=v2/rz1=v1/(rz1-bD)(见Stabler法则提出h=cls，Colwell认为切屑流动方向近似垂直于切削刃弦，Wang and Mathew指出刀尖圆弧半径和切削刃倾斜程度是影响切屑流向的主要原因。
能够对流屑角定量计算的方法是流屑角实验回归方程：
l=0.21ap-0.74f0.424(rs+0.45)0.68(kr-16)1.280.99gn+cls
式中c≈0.62-0.67，是与工件材料有关的系数。
设在一道加工工序(或工步)中不需换刀，则刀具参数为常数。令
Cl1=0.21(rs+0.45)0.68(kr-16)1.280.99gn，Cl2=cls则计算流屑角公式可简化为
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7. 结论
切屑的一般形态是等螺距螺旋形切屑，其轴截面参数hch、bch及kch由式(4)、(5)、(6)计算，形状参数2r、p及q由式(1)、(2)、(3)计算确定；其中的影响因素1/lx、lz及h用式(7)、(8)、(9)近似计算得到其参数值。根据切屑参数hch、bch及kch及2r、p、q的定量值可对切屑进行特征造型。
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