a:(1)不锈钢管材料性能的影响。
不锈钢管材的硬度、强度、晶体组织、摩擦系数都会影响切削力。通常,不锈钢换热管材料的强度(钢)和硬度(铸铁)反映了切削力的影响。强度、硬度大的材料,切削力也大。脆性材料如铸铁,组织结构疏松,切层一般不塑性变形而形成切屑,因此加工时的切削力小于塑性材料(如普通钢)。在同一种材料中,由于硬度和强度等物理机械性能不同,切削时切削力的大小也不同。
(2)刀的深度和刀的量的影响。
刀的深度和刀的量增加,切割金属的体积变大,切割力也变大。当吃刀深度翻倍时,切屑与刀前的接触面积翻倍,因此刀上承受的载荷也翻倍,切削力Pz也翻倍。在实际加工中,吃刀太深而闷车的现象是很多。
当走刀量增大时,切削力也会增大。但是当刀具量翻倍时,切削力只增加70%左右。这是因为当刀具数量增加时,切削层越厚,切屑的平均变形越小:单位切削力越小。当刀刃刃口半径p一定时,切削层愈薄,变形越大,越不容易切削。而切削层愈厚时,切削力的影响反而减小。其次是切屑与车刀前面的接触增加不多,后面与不锈钢管接触没有改变,所以走刀量增加时,切削力不是成正比增加的。
(3)切削速度的影响。
切削速度对切削力的影响不固定,提高切削速度可以减小切削力,也可以增加切削力,这与积屑瘤的形成和消失过程有关。一般来说,在用高速钢刀具切割时,切割力的变化不大,因为切割速度受刀具材料的限制。用硬质合金刀具进行低速切削时,切削力较大,由于低速不能充分发挥硬质合金刀具的切削性能,刀具不锋利;高速切削时,由于切削区域温度高,与车刀前接触的金属表层呈微熔状态,使材料变软,强度下降,发挥特殊润滑作用,切削力下降。
(4)车刀几何角度的影响。
前角对切削力的影响最大。前角越大,车刀越锋利,加工材料变形越小,切屑流动阻力也越小,切削力也越小。例如,当前角从10°增大到30°时,切削力Pz减少21%,径向力Py减少59%,轴向力Px减少63%。但是,前角也不能太大。否则,会影响刀头的强度和散热面积,降低耐久性,引起刀和刀崩等现象。用前角刀切削加工的切削力小于负前角刀。
主偏角的大小影响切削宽度(b)和切削厚度(a)(见图4-10)。)量一定时,主偏角增大,切削厚度上升,切削宽度下降,切屑平均变形小,切削力下降。经验证明,当55~60°时,主切削力Pz最小。主偏角的大小改变Px和Py的大小和合力Pn的方向。当主偏角加大时,随着Px的增加和Py的减少,当汽车削细长轴或机床系统刚性不足时,应选择较大的主偏角,以减少径向力和不锈钢管弯曲。
(5)冷却润滑液的影响。
在车削加工过程中,充分使用冷却润滑液,不仅可以大大降低切削区域的温度,还可以在刀具与不锈钢管表面之间起到润滑作用,减少了刀具与不锈钢管之间的摩擦。一些冷却润滑液还含有渗透到金属微裂缝中的分子,产生附加压力,促进变形金属的分离作用(即离开金属层分子之间的结合力),容易破坏金属,降低金属塑性变形消耗的功率,降低切削力。