电子课件-《金属切削原理与刀具(第四版)》-B01-8993-第三章

第一节切削变形第二节切屑的类型与控制第三节积屑瘤第四节切削力与切削功率第五节切削热和切削温度第六节刀具磨损与刀具耐用度

第一节切削变形第一节切削变形金属切削变形的本质是金属材料在切应力作用下屈服而沿剪切面发生滑移。切屑的形成金属滑移示意

一、金属切削变形过程第一节切削变形金属切削变形的本质是金属材料在

第一变形区I（剪切滑移变形）：是滑移面附近的区域，在此区域内切削层经剪切滑移后形成切屑。二、切削变形区的划分第一变形区I（剪切滑移变形）：是滑移面附近的第二变形区II（切屑的挤压变形）：是切屑在流出过程中与前面接触的区域，在此区域切屑受前面的挤压和摩擦进一步产生变形，使切屑卷曲。第二变形区II（切屑的挤压变形）：是切屑在流

第三变形区III（已加工表面的变形）：是切削刃刃口附近已加工表面表层的区域，在此区域已加工表面受刃口钝圆部分和后面的挤压、摩擦而产生弹性变形和塑性变形。第三变形区III（已加工表面的变形）：是切削三、切削变形系数被切金属层经切削变形后形成切屑，其长度缩短、厚度增加的现象，称为切屑收缩。式中Lc

、ɑc──被切金属层的长度、厚度；

Lch

、ɑch──切屑的长度、厚度。三、切削变形系数被切金属层经切削变形后形成切切削变形系数（切屑收缩系数）ξ可直观地反映出切削过程中金属切削变形的程度，从而反映切削条件的优劣。ξ越大，说明切削变形程度越大。前角

40°

20°

-5°ξ1.814.2310.08不同前角的刀具切削纯铜时的切削变形系数

切削变形系数（切屑收缩系数）ξ可直观地反映出第二节切屑的类型与控制一、切屑的类型a)带状切屑b)节状切屑c)粒状切屑d)崩碎切屑四种切屑类型比较第二节切屑的类型与控制一、切屑的类型a)带状切屑b二、切屑的控制

（1）切屑的折断过程切屑的折断经历了“卷—碰—断”这三个过程。1．切屑的折断二、切屑的控制（1）切屑的折断过程切屑的折（2）切屑形状切屑形状的分类

（2）切屑形状切屑形状的分类

2．影响断屑的主要因素1）断屑槽断屑槽槽形组成、对断屑的影响及适用范围

断屑槽槽形组成对断屑的影响适用范围直线圆弧型一段直线和一段圆弧槽底圆半径R小时，切屑卷曲半径小，变形大，易断屑适用于切削碳素钢、合金结构钢等材料的刀具直线型两段直线槽底角θ小，则切屑卷曲半径小，变形大，易断屑中等背吃刀量时，一般槽底角θ=110°～120°圆弧型一段圆弧圆弧半径小，切屑卷曲半径小，变形大，易断屑适用于切削纯铜、不锈钢等高塑性材料的刀具2．影响断屑的主要因素1）断屑槽断屑槽槽形组成、对断屑的影响槽底半径R对切屑卷曲的影响槽底角对切屑卷曲的影响断屑槽形状对断屑的影响槽底半径R对切屑卷曲的影响槽底角对切屑卷曲的影响断屑槽2）断屑槽的宽度断屑槽宽度LBn减小，能使：切屑卷曲半径rch减小增大卷曲变形和弯曲应力而宽度LBn大则卷曲半径rch较大，产生的弯曲应力不易使切屑折断。断屑槽宽度LBn必须与进给量f和背吃刀量ap联系起来考虑。进给量小，槽应窄些背吃刀量小，槽宽也应适当减小容易卷屑、断屑2）断屑槽的宽度容易卷屑、断屑3）断屑槽斜角（τ）a）外斜式b）平行式c）内斜式3）断屑槽斜角（τ）a）外斜式（2）切削用量

切削用量中对断屑影响最大的是进给量f，其次是背吃刀量ap和切削速度v。1）进给量f

进给量f加大，切削厚度αc按比例增大，切削变形增大，切屑易折断。但要注意，随着进给量的增大，工件表面粗糙度值将会增大。（2）切削用量切削用量中对断屑影响最大的2）背吃刀量ap背吃刀量ap

减小时，过渡刃和副切削刃参加切削的比例增大，使出屑角增大。出屑角的大小对切屑的卷曲和折断后的屑形有很大影响。。2）背吃刀量ap背吃刀量ap减小时出屑角对卷屑的影响

3）切削速度v切削速度提高后，切削温度升高，在一般情况下，切屑的塑性增大，不易折断。

出屑角对卷屑的影响3）切削速度v切削速度提高后

（3）刀具角度1）前角γo

前角γo

越大，排屑越顺利，切屑变形小，不易断屑；反之，易断屑。2）主偏角κr

在背吃刀量ap

和进给量f已选定的条件下，主偏角κr越大，切削厚度ac越大，故切屑卷曲应力越大，越易断屑。3）刃倾角λs

①当λs为正值时，使切屑流向待加工表面或与后面相碰形成“C”形切屑，也可能呈螺旋屑而甩断；

②当λs为负值时，切屑流向已加工表面或过渡表面，容易碰断成“C”形或“6”形切屑。（3）刀具角度第三节积屑瘤

以中等切削速度切削钢料或其他塑性金属材料时，经常会有一小块呈楔状的金属（工件材料）牢固地黏结在靠近刀刃的前面上，这就是积屑瘤，也称为刀瘤。积屑瘤及其对加工的影响第三节积屑瘤以中等切削速度切削钢料或其他一、积屑瘤的形成切削塑性金属材料时，在一定条件下，切屑沿前面流出时，由于切屑与前面之间的强烈挤压与摩擦，使切屑底层的一部分金属产生“滞流”现象，当滞流层与前面的摩擦力大于材料内部的结合力时，则使滞流层从切屑母体中分离，并牢固地黏结（冷焊）在靠近刀刃的前面上。积屑瘤在切削过程中是不稳定的，它因不断层积长大，又因局部脱落而减小。一、积屑瘤的形成二、积屑瘤对切削加工的影响

1．保护刀具2．增大实际前角3．影响加工精度和表面粗糙度

二、积屑瘤对切削加工的影响

1．工件材料

切削脆性材料不会产生积屑瘤。塑性越好的材料越容易产生积屑瘤。2．切削用量

切削用量三要素中对积屑瘤的产生影响最大的是切削速度v，其次是进给量f和背吃刀量ap。三、影响积屑瘤产生的因素切削速度对积屑瘤的影响1．工件材料三、影响积屑瘤产生的因素切

3．刀具方面

（1）前角γo

前角γo增大，排屑更顺利，切屑与前面的挤压摩擦作用减小，减少了切削热的产生，从而可抑制积屑瘤的产生。

（2）刀具表面粗糙度

减小刀具前面的表面粗糙度值，以减小前面与切屑的摩擦，可减少积屑瘤的产生。4．切削液

有切削液参加切削，一可起降温作用，二可起润滑作用。3．刀具方面第四节切削力与切削功率

一、切削力的来源与分解1．切削力的来源工件材料的变形切屑、工件与刀具之间的摩擦第四节切削力与切削功率一、切削力的来源与分解2．切削力的分解主切削力Fc背向力Fp进给力Ff切削力与切削分力车削时切削力与切削分力

2．切削力的分解主切削力Fc切削力与切削分力车削时切削力二、切削分力的计算切削分力的经验公式如下：式中CFc

、

CFp

、CFf

──系数XFc

、YFc

、XFp

、YFp、

XFf

、YFf──指数二、切削分力的计算切削分力的经验公式如下：式中CFc车削外圆时主切削力经验公式中的系数、指数值车削外圆时主切削力经验公式中的系数、指数值电子课件-《金属切削原理与刀具(第四版)》-B01-8993-第三章若已知ap和f，车削时Fc可用下面的近似公式计算：切削钢件时：

Fc=2000ap·f（N）切削铸铁时：Fc=1000ap·f（N）若已知ap和f，车削时Fc可用下面的近似公式三、切削分力的实用意义1．主切削力Fc通常主切削力是最大的分力，它是确定机床电动机功率、计算机床强度和刚度、设计夹具主要零部件、验算刀杆和刀片强度的主要依据。三、切削分力的实用意义1．主切削力Fc通常主2．背向力Fp车削时，背向力是切削时引起振动的主要因素，也是引起工件弯曲变形的主要原因。2．背向力Fp3．进给力Ff进给力是验算机床进给系统主要零部件强度和刚度的依据。3．进给力Ff四、影响切削力的因素1．工件材料材料的强度、硬度越高，变形抗力越大，切削力就越大。若材料的强度、硬度相近，塑性越大则切削力越大。2．切削用量

（1）背吃刀量ap和进给量f背吃刀量ap和进给量f决定切削面积的大小，它们的增大均会使切削力增大，但其影响程度各不相同。在切削加工中，如果从减小切削力和切削功率来考虑，加大进给量f比加大背吃刀量ap有利。四、影响切削力的因素1．工件材料材料的强度、硬（2）切削速度v切削速度v对切削力的影响与工件材料、积屑瘤有关。切削塑性金属时，切削速度v对切削力的影响主要因积屑瘤影响实际前角所造成。切削速度对切削力的影响

（2）切削速度v切削速度对切削力的影响3．刀具方面（1）刀具几何参数对切削力的影响3．刀具方面（1）刀具几何参数对切削力的影响

（2）刀具磨损前、后刀面磨损会使摩擦力增大，当后角ao减小至0°时，刀具与工件产生剧烈摩擦，切削力会成倍增大，甚至无法正常切削。（2）刀具磨损4．切削液切削时浇注切削液，由于润滑作用，摩擦因数减小，切削力减小。如选用润滑效果较好的切削液，比干切削时的切削力小10%~20%。4．切削液五、切削功率式中：Fc—主切削力，N；

v—切削速度，m/min。实际应用中，通常根据切削功率Pm校核机床电动机功率PE，以判断是否超负荷切削。要求：

Pm≤PE·ηm式中ηm——机床传动效率，一般取0.75~0.85。若Pm>PE·ηm，则应考虑降低切削功率Pm,此时应通过减小Fc或降低υ的方法来解决。（kW）切削功率是切削分力消耗功率的总和。切削功率Pm的计算式为:五、切削功率（kW）切削功率是切削分力消耗功率的总和。例3—1：某车床电动机功率为6kW，传动效率为0.75，车削某钢件时若选择背吃刀量为5mm，进给量为0.4mm/r。求机床功率允许条件下可选择的最高转速。解：因为工件材料为钢件所以又因为Pm≤PE

ηm；Pm=Fc

v

/（1000×60）v≤67.5m/min所以故机床功率允许条件下可选择的最高转速为430r/min。例3—1：某车床电动机功率为6kW，传动效率为第五节切削热和切削温度一、切削热的产生与传散1．切削热的来源工件材料的变形刀具前面与切屑之间、后面与工件之间的摩擦第五节切削热和切削温度一、切削热的产生与传散1．切削热2．切削热的传散

不使用切削液车削、钻削时切削热的传散比例Q屑Q刀Q工Q介车削50%~86%40%~10%9%~3%1%钻削28%14.5%52.5%5%2．切削热的传散不使用切削液车削、钻削时切削热的传散比例二、切削区域温度的分布和实际生产中对切削温度的判断方法1．切削区域温度的分布切削温度一般是指切屑、工件和刀具接触表面上的平均温度，即切削区域的平均温度。刀具、切屑和工件的切削温度分布二、切削区域温度的分布和实际生产中对切削温度的1．切削区域温2．实际生产中对切削温度的判断方法切屑颜色与切削温度的关系

切屑颜色切削温度银白色500℃以下淡黄色500~550℃左右深蓝色650~900℃左右淡灰色1000℃以上紫黑色1300℃以上2．实际生产中对切削温度的判断方法切屑颜色与切削温度的关系三、影响切削温度的因素1．切削用量切削速度、进给量和背吃刀量对切削温度都有影响。切削速度对切削温度的影响最大，其次是进给量，背吃刀量的影响最小。当切削速度增大一倍时，切削温度约增高20%~33%。进给量增大一倍时，切削温度约增高10%。背吃刀量增大一倍时，切削温度只增高约5%。三、影响切削温度的因素1．切削用量

不同前角下切削温度的对比值

前角-10°0°10°18°25°切削温度对比值1.081.0310.850.8附注车削45钢，刀具YT15，αo=6°~8°κr=75°,λs=0°,γε=0.2mm，切削用量：αp=3mm，f=0.1mm/r1）前角前角的大小直接影响切削过程中的变形和摩擦，因此它对切削温度有明显的影响。

2．刀具方面（1）刀具角度不同前角下切削温度的对比值前角-10°0°10°12）主偏角

减小主偏角切屑厚度减小切削变形减小产生的热量减少刀刃参加切削的长度增加刀尖角增大刀具的散热条件变好切削温度降低主偏角增大，切削温度升高。在背吃刀量相同时：2）主偏角减小主偏角切屑厚度减小切削变（2）刀具磨损

刀具磨损对切削温度也有着明显的影响。刀具磨损后刀刃变钝切割作用减小推挤作用增大切削变形增加摩擦增大温度升高（2）刀具磨损刀具磨损后刀刃变钝切割作用减小推挤作用增大切削3．工件材料

（1）材料的强度、硬度材料的强度、硬度越高，切削力越大，切削温度也越高。

（2）材料的导热系数

材料的导热系数越低，由工件和切屑传走的热量就越少，切削温度就越高。

（3）材料的类别

切削脆性金属材料时，由于塑性变形很小，且切屑呈崩碎状，与前面的摩擦小，产生的热量也就少，故切削温度一般较塑性材料低。3．工件材料（1）材料的强度、硬度4．切削液方面切削过程浇注切削液，由于其具有润滑作用，能够减小切屑、工件与刀具的摩擦，产生的热量少；同时切削液还有冷却作用，能够带走大量的切削热，所以切削温度低。4．切削液方面切削热给金属切削加工带来许多不利影响，采取措施减少和限制切削热的产生是必要的和重要的。切削热有时也可以加以利用，如在加工淬火钢时，可采用负前角并在一定的切削速度下进行切削，既加强了刀刃的强度，同时产生的大量切削热能使切削层软化，降低硬度，从而易于切削。四、切削热的利用与限制切削热给金属切削加工带来许多不利影响，采取措第六节刀具磨损与刀具耐用度一、刀具磨损1．刀具的磨损形式后面磨损前面磨损前、后面磨损第六节刀具磨损与刀具耐用度一、刀具磨损1．刀具的磨损形（1）切削塑性金属时刀具的磨损形式

磨损形式主要发生位置磨损面变形特征磨损量大小表示切削条件切削速度切削厚度后面磨损后面后角为零度的棱面棱面高度（VB）较低较小（ac＜0.1mm）前面磨损前面月牙洼深度（KT）较高较大（ac＞0.5mm）前、后面同时磨损前、后面前面：月牙洼后面：棱面棱面高度（VB）中等切削用量（ac=0.1～0.5mm）（1）切削塑性金属时刀具的磨损形式磨损形式主要发生位置磨损（2）切削脆性金属时刀具的磨损形式切削脆性金属时，由于产生崩碎切屑，切屑与前面挤压和摩擦作用较小，因此，只发生后面磨损。（2）切削脆性金属时刀具的磨损形式2．刀具的磨损原因

（1）磨粒磨损实质是硬粒与刀具材料的硬度差所造成的机械擦伤，也称机械擦伤磨损。

（2）相变磨损由于切削温度升高，刀具材料的金相组织转变，致使硬度和耐磨性下降所造成的刀具磨损。

（3）黏结磨损切削时，切屑与前面、工件与后面在较大的压力和适当的切削温度的作用下，会产生材料分子之间的吸附作用，使刀具表面局部强度较低的微粒被切屑或工件黏结带走造成的刀具磨损。也称为冷焊磨损。2．刀具的磨损原因（4）扩散磨损在高温切削时，刀具与工件之间的合金元素相互扩散置换，改变了材料原来的成分与结构，使刀具材料的物理、力学性能降低，从而加剧刀具的磨损。（5）氧化磨损

氧化磨损是硬质合金中的碳化物和黏结剂氧化后造成的。切削温度机械摩擦影响刀具磨损的主要因素（4）扩散磨损切削温度机械摩擦影响刀具磨损的主要因二、刀具磨损过程及磨钝标准刀具磨损过程曲线

1．刀具磨损过程二、刀具磨损过程及磨钝标准刀具磨损过程曲线1．刀具磨损过程2．刀具磨钝标准刀具的磨钝标准就是刀具允许的磨损量，故刀具的磨钝标准也是判断刀具是否重磨和换刀的依据。

加工条件后面的磨钝标准VB精车0.1~0.3粗车合金钢、粗车刚度差的工件0.4~0.5粗车碳素钢0.6~0.8粗车铸铁件0.8~1.2钢及铸铁大件的低速粗车1.0~1.5刀具磨钝标准

硬质合金车刀的磨钝标准VB

推荐值2．刀具磨钝标准加工3．实际生产中判断刀具磨损的常用方法通过观察工件已加工表面的粗糙度变化切屑颜色的变化切屑形态的变化听噪声的大小感觉切削时产生的振动在采用数控机床、自动化机床加工及进行大批量生产时，就应该按试验等得到的参数制订出合理的刀具耐用度，从而定时换刀。3．实际生产中判断刀具磨损的常用方法三、刀具耐用度与刀具寿命刀具耐用度：刃磨后的刀具从开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止的纯切削时间的总和，以“T”表示，单位为min。不同的刀具材料，在相同的切削条件下，耐用度越高，表明刀具材料的耐磨性越好。不同的刀具几何参数，在相同的切削条件下，耐用度越高，表明刀具的几何参数越合理。取相同的刀具耐用度，加工效率越高的其切削用量选择越合理。

刀具寿命：指一把新刀从投入切削直到报废为止的总的切削时间，以“t”表示，单位为min。对于可重磨刀具，刀具寿命等于刀具耐用度的总和，即t=nT(n----刀具重磨次数)对于不重磨刀具，刀具耐用度等于刀具寿命。即t=T。三、刀具耐用度与刀具寿命四、影响刀具耐用度的因素1．工件材料工件材料的强度、硬度越高，导热性能越差，致使切削温度升高，使刀具耐用度下降。2．切削用量增大切削用量ap

、f、υ三个要素都对刀具耐用度造成影响。四、影响刀具耐用度的因素1．工件材料3．刀具方面

（1）刀具材料

合理选用刀具材料、应用新型刀具材料，是提高刀具耐用度的有效途径。3．刀具方面4．切削液切削液的作用是：降低切削温度减小摩擦

（2）刀具几何参数方面1）前角γo

前角γo增大，切削变形减小，摩擦减小，切削力减小，切削温度降低，刀具耐用度提高。但过大的前角会使使刀具耐用度下降。2）主偏角κｒ减小主偏角κｒ和副偏角κｒ′，增大刀尖圆弧半径ｒε，能提高刀具耐用度。4．切削液（2）刀具几何参数方面第一节切削变形第二节切屑的类型与控制第三节积屑瘤第四节切削力与切削功率第五节切削热和切削温度第六节刀具磨损与刀具耐用度

第一节切削变形第一节切削变形金属切削变形的本质是金属材料在切应力作用下屈服而沿剪切面发生滑移。切屑的形成金属滑移示意

一、金属切削变形过程第一节切削变形金属切削变形的本质是金属材料在

第一变形区I（剪切滑移变形）：是滑移面附近的区域，在此区域内切削层经剪切滑移后形成切屑。二、切削变形区的划分第一变形区I（剪切滑移变形）：是滑移面附近的第二变形区II（切屑的挤压变形）：是切屑在流出过程中与前面接触的区域，在此区域切屑受前面的挤压和摩擦进一步产生变形，使切屑卷曲。第二变形区II（切屑的挤压变形）：是切屑在流

第三变形区III（已加工表面的变形）：是切削刃刃口附近已加工表面表层的区域，在此区域已加工表面受刃口钝圆部分和后面的挤压、摩擦而产生弹性变形和塑性变形。第三变形区III（已加工表面的变形）：是切削三、切削变形系数被切金属层经切削变形后形成切屑，其长度缩短、厚度增加的现象，称为切屑收缩。式中Lc

、ɑc──被切金属层的长度、厚度；

Lch

、ɑch──切屑的长度、厚度。三、切削变形系数被切金属层经切削变形后形成切切削变形系数（切屑收缩系数）ξ可直观地反映出切削过程中金属切削变形的程度，从而反映切削条件的优劣。ξ越大，说明切削变形程度越大。前角

40°

20°

-5°ξ1.814.2310.08不同前角的刀具切削纯铜时的切削变形系数

切削变形系数（切屑收缩系数）ξ可直观地反映出第二节切屑的类型与控制一、切屑的类型a)带状切屑b)节状切屑c)粒状切屑d)崩碎切屑四种切屑类型比较第二节切屑的类型与控制一、切屑的类型a)带状切屑b二、切屑的控制

（1）切屑的折断过程切屑的折断经历了“卷—碰—断”这三个过程。1．切屑的折断二、切屑的控制（1）切屑的折断过程切屑的折（2）切屑形状切屑形状的分类

（2）切屑形状切屑形状的分类

2．影响断屑的主要因素1）断屑槽断屑槽槽形组成、对断屑的影响及适用范围

断屑槽槽形组成对断屑的影响适用范围直线圆弧型一段直线和一段圆弧槽底圆半径R小时，切屑卷曲半径小，变形大，易断屑适用于切削碳素钢、合金结构钢等材料的刀具直线型两段直线槽底角θ小，则切屑卷曲半径小，变形大，易断屑中等背吃刀量时，一般槽底角θ=110°～120°圆弧型一段圆弧圆弧半径小，切屑卷曲半径小，变形大，易断屑适用于切削纯铜、不锈钢等高塑性材料的刀具2．影响断屑的主要因素1）断屑槽断屑槽槽形组成、对断屑的影响槽底半径R对切屑卷曲的影响槽底角对切屑卷曲的影响断屑槽形状对断屑的影响槽底半径R对切屑卷曲的影响槽底角对切屑卷曲的影响断屑槽2）断屑槽的宽度断屑槽宽度LBn减小，能使：切屑卷曲半径rch减小增大卷曲变形和弯曲应力而宽度LBn大则卷曲半径rch较大，产生的弯曲应力不易使切屑折断。断屑槽宽度LBn必须与进给量f和背吃刀量ap联系起来考虑。进给量小，槽应窄些背吃刀量小，槽宽也应适当减小容易卷屑、断屑2）断屑槽的宽度容易卷屑、断屑3）断屑槽斜角（τ）a）外斜式b）平行式c）内斜式3）断屑槽斜角（τ）a）外斜式（2）切削用量

切削用量中对断屑影响最大的是进给量f，其次是背吃刀量ap和切削速度v。1）进给量f

进给量f加大，切削厚度αc按比例增大，切削变形增大，切屑易折断。但要注意，随着进给量的增大，工件表面粗糙度值将会增大。（2）切削用量切削用量中对断屑影响最大的2）背吃刀量ap背吃刀量ap

减小时，过渡刃和副切削刃参加切削的比例增大，使出屑角增大。出屑角的大小对切屑的卷曲和折断后的屑形有很大影响。。2）背吃刀量ap背吃刀量ap减小时出屑角对卷屑的影响

3）切削速度v切削速度提高后，切削温度升高，在一般情况下，切屑的塑性增大，不易折断。

出屑角对卷屑的影响3）切削速度v切削速度提高后

（3）刀具角度1）前角γo

前角γo

越大，排屑越顺利，切屑变形小，不易断屑；反之，易断屑。2）主偏角κr

在背吃刀量ap

和进给量f已选定的条件下，主偏角κr越大，切削厚度ac越大，故切屑卷曲应力越大，越易断屑。3）刃倾角λs

①当λs为正值时，使切屑流向待加工表面或与后面相碰形成“C”形切屑，也可能呈螺旋屑而甩断；

②当λs为负值时，切屑流向已加工表面或过渡表面，容易碰断成“C”形或“6”形切屑。（3）刀具角度第三节积屑瘤

以中等切削速度切削钢料或其他塑性金属材料时，经常会有一小块呈楔状的金属（工件材料）牢固地黏结在靠近刀刃的前面上，这就是积屑瘤，也称为刀瘤。积屑瘤及其对加工的影响第三节积屑瘤以中等切削速度切削钢料或其他一、积屑瘤的形成切削塑性金属材料时，在一定条件下，切屑沿前面流出时，由于切屑与前面之间的强烈挤压与摩擦，使切屑底层的一部分金属产生“滞流”现象，当滞流层与前面的摩擦力大于材料内部的结合力时，则使滞流层从切屑母体中分离，并牢固地黏结（冷焊）在靠近刀刃的前面上。积屑瘤在切削过程中是不稳定的，它因不断层积长大，又因局部脱落而减小。一、积屑瘤的形成二、积屑瘤对切削加工的影响

1．保护刀具2．增大实际前角3．影响加工精度和表面粗糙度

二、积屑瘤对切削加工的影响

1．工件材料

切削脆性材料不会产生积屑瘤。塑性越好的材料越容易产生积屑瘤。2．切削用量

切削用量三要素中对积屑瘤的产生影响最大的是切削速度v，其次是进给量f和背吃刀量ap。三、影响积屑瘤产生的因素切削速度对积屑瘤的影响1．工件材料三、影响积屑瘤产生的因素切

3．刀具方面

（1）前角γo

前角γo增大，排屑更顺利，切屑与前面的挤压摩擦作用减小，减少了切削热的产生，从而可抑制积屑瘤的产生。

（2）刀具表面粗糙度

减小刀具前面的表面粗糙度值，以减小前面与切屑的摩擦，可减少积屑瘤的产生。4．切削液

有切削液参加切削，一可起降温作用，二可起润滑作用。3．刀具方面第四节切削力与切削功率

一、切削力的来源与分解1．切削力的来源工件材料的变形切屑、工件与刀具之间的摩擦第四节切削力与切削功率一、切削力的来源与分解2．切削力的分解主切削力Fc背向力Fp进给力Ff切削力与切削分力车削时切削力与切削分力

2．切削力的分解主切削力Fc切削力与切削分力车削时切削力二、切削分力的计算切削分力的经验公式如下：式中CFc

、

CFp

、CFf

──系数XFc

、YFc

、XFp

、YFp、

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、YFf──指数二、切削分力的计算切削分力的经验公式如下：式中CFc车削外圆时主切削力经验公式中的系数、指数值车削外圆时主切削力经验公式中的系数、指数值电子课件-《金属切削原理与刀具(第四版)》-B01-8993-第三章若已知ap和f，车削时Fc可用下面的近似公式计算：切削钢件时：

Fc=2000ap·f（N）切削铸铁时：Fc=1000ap·f（N）若已知ap和f，车削时Fc可用下面的近似公式三、切削分力的实用意义1．主切削力Fc通常主切削力是最大的分力，它是确定机床电动机功率、计算机床强度和刚度、设计夹具主要零部件、验算刀杆和刀片强度的主要依据。三、切削分力的实用意义1．主切削力Fc通常主2．背向力Fp车削时，背向力是切削时引起振动的主要因素，也是引起工件弯曲变形的主要原因。2．背向力Fp3．进给力Ff进给力是验算机床进给系统主要零部件强度和刚度的依据。3．进给力Ff四、影响切削力的因素1．工件材料材料的强度、硬度越高，变形抗力越大，切削力就越大。若材料的强度、硬度相近，塑性越大则切削力越大。2．切削用量

（1）背吃刀量ap和进给量f背吃刀量ap和进给量f决定切削面积的大小，它们的增大均会使切削力增大，但其影响程度各不相同。在切削加工中，如果从减小切削力和切削功率来考虑，加大进给量f比加大背吃刀量ap有利。四、影响切削力的因素1．工件材料材料的强度、硬（2）切削速度v切削速度v对切削力的影响与工件材料、积屑瘤有关。切削塑性金属时，切削速度v对切削力的影响主要因积屑瘤影响实际前角所造成。切削速度对切削力的影响

（2）切削速度v切削速度对切削力的影响3．刀具方面（1）刀具几何参数对切削力的影响3．刀具方面（1）刀具几何参数对切削力的影响

（2）刀具磨损前、后刀面磨损会使摩擦力增大，当后角ao减小至0°时，刀具与工件产生剧烈摩擦，切削力会成倍增大，甚至无法正常切削。（2）刀具磨损4．切削液切削时浇注切削液，由于润滑作用，摩擦因数减小，切削力减小。如选用润滑效果较好的切削液，比干切削时的切削力小10%~20%。4．切削液五、切削功率式中：Fc—主切削力，N；

v—切削速度，m/min。实际应用中，通常根据切削功率Pm校核机床电动机功率PE，以判断是否超负荷切削。要求：

Pm≤PE·ηm式中ηm——机床传动效率，一般取0.75~0.85。若Pm>PE·ηm，则应考虑降低切削功率Pm,此时应通过减小Fc或降低υ的方法来解决。（kW）切削功率是切削分力消耗功率的总和。切削功率Pm的计算式为:五、切削功率（kW）切削功率是切削分力消耗功率的总和。例3—1：某车床电动机功率为6kW，传动效率为0.75，车削某钢件时若选择背吃刀量为5mm，进给量为0.4mm/r。求机床功率允许条件下可选择的最高转速。解：因为工件材料为钢件所以又因为Pm≤PE

ηm；Pm=Fc

v

/（1000×60）v≤67.5m/min所以故机床功率允许条件下可选择的最高转速为430r/min。例3—1：某车床电动机功率为6kW，传动效率为第五节切削热和切削温度一、切削热的产生与传散1．切削热的来源工件材料的变形刀具前面与切屑之间、后面与工件之间的摩擦第五节切削热和切削温度一、切削热的产生与传散1．切削热2．切削热的传散

不使用切削液车削、钻削时切削热的传散比例Q屑Q刀Q工Q介车削50%~86%40%~10%9%~3%1%钻削28%14.5%52.5%5%2．切削热的传散不使用切削液车削、钻削时切削热的传散比例二、切削区域温度的分布和实际生产中对切削温度的判断方法1．切削区域温度的分布切削温度一般是指切屑、工件和刀具接触表面上的平均温度，即切削区域的平均温度。刀具、切屑和工件的切削温度分布二、切削区域温度的分布和实际生产中对切削温度的1．切削区域温2．实际生产中对切削温度的判断方法切屑颜色与切削温度的关系

切屑颜色切削温度银白色500℃以下淡黄色500~550℃左右深蓝色650~900℃左右淡灰色1000℃以上紫黑色1300℃以上2．实际生产中对切削温度的判断方法切屑颜色与切削温度的关系三、影响切削温度的因素1．切削用量切削速度、进给量和背吃刀量对切削温度都有影响。切削速度对切削温度的影响最大，其次是进给量，背吃刀量的影响最小。当切削速度增大一倍时，切削温度约增高20%~33%。进给量增大一倍时，切削温度约增高10%。背吃刀量增大一倍时，切削温度只增高约5%。三、影响切削温度的因素1．切削用量

不同前角下切削温度的对比值

前角-10°0°10°18°25°切削温度对比值1.081.0310.850.8附注车削45钢，刀具YT15，αo=6°~8°κr=75°,λs=0°,γε=0.2mm，切削用量：αp=3mm，f=0.1mm/r1）前角前角的大小直接影响切削过程中的变形和摩擦，因此它对切削温度有明显的影响。

2．刀具方面（1）刀具角度不同前角下切削温度的对比值前角-10°0°10°12）主偏角

减小主偏角切屑厚度减小切削变形减小产生的热量减少刀刃参加切削的长度增加刀尖角增大刀具的散热条件变好切削温度降低主偏角增大，切削温度升高。在背吃刀量相同时：2）主偏角减小主偏角切屑厚度减小切削变（2）刀具磨损

刀具磨损对切削温度也有着明显的影响。刀具磨损后刀刃变钝切割作用减小推挤作用增大切削变形增加摩擦增大温度升高（2）刀具磨损刀具磨损后刀刃变钝切割作用减小推挤作用增大切削3．工件材料

（1）材料的强度、硬度材料的强度、硬度越高，切削力越大，切削温度也越高。

（2）材料的导热系数

材料的导热系数越低，由工件和切屑传走的热量就越少，切削温度就越高。

（3）材料的类别

切削脆性金属材料时，由于塑性变形很小，且切屑呈崩碎状，与前面的摩擦小，产生的热量也就少，故切削温度一般较塑性材料低。3．工件材料（1）材料的强度、硬度4．切削液方面切削过程浇注切削液，由于其具有润滑作用，能够减小切屑、工件与刀具的摩擦，产生的热量少；同时切削液还有冷却作用，能够带走大量的切削热，所以切削温度低。4．切削液方面切削热给金属切削加工带来许多不利影响，采取措施减少和限制切削热的产生是必要的和重要的。切削热有时也可以加以利用，如在加工淬火钢时，可采用负前角并在一定的切削速度下进行切削，既加强了刀刃的强度，同时产生的大量切削热能使切削层软化，降低硬度，从而易于切削。四、切削热的利用与限制切削热给金属切削加工带来许多不利影响，采取措第六节刀具磨损与刀具耐用度一、刀具磨损1．刀具的磨损形式后面磨损前面磨损前、后面磨损第六节刀具磨损与刀具耐用度一、刀具磨损1．刀具的磨损形（1）切削塑性金属时刀具的磨损形式

磨损形式主要发生位置磨损面变形特征磨损量大小表示切削条件切削速度切削厚度后面磨损后面后角为零度的棱面棱面高度（VB）较低较小（ac＜0.1mm）前面磨损前面月牙洼深度（KT）较高较大（ac＞0.5mm）前、后面同时磨损前、后面前面：月牙洼后面：棱面棱面高度（VB）中等切削用量（ac=0.1～0.5mm）（1）切削塑性金属时刀具的磨损形式磨损形式主要发生位置磨损（2）切削脆性金属时刀具的磨损形式切削脆性金属时，由于产生崩碎切屑，切屑与前面挤压和摩擦作用较小，因此，只发生后面磨损。（2）切削脆性金属时刀具的磨损形式2．刀具的磨损原因

（1）磨粒磨损实质是