1、郭德偉1p理解切屑的形成過程、切屑變形程度表示方法及3個變形區，了解影響切屑變形的因素及切屑類型p理解切削力的產生、分解與經驗公式，了解影響切削力的主要因素p理解切削熱的產生、傳出，了解切削溫度分布及主要影響因素p了解刀具磨損形式與磨損原因。理解刀具壽命概念及影響刀具壽命的主要因素p掌握切削用量的選擇方法，了解切削用量的優化p了解磨削機理與磨削特點p了解高速切削技術特點與進展郭德偉2郭德偉3沒有副刃參加切削，且s = 0。圖3-1 直角、斜角自由切削與不自由切削a）直角切削）直角切削b）斜角切削）斜角切削c）不自由切削）不自由切削郭德偉4 FABOM45a）正擠壓）正擠壓FABOM45b）偏擠

2、壓）偏擠壓OMFc）切削）切削圖3-3 金屬擠壓與切削比較郭德偉5切削變形實驗設備與錄像裝置郭德偉6圖3-4 切屑根部金相照片M刀具切屑OA終滑移線始滑移線：=s剪切角郭德偉7 第變形區：即剪切變形區，金屬剪切滑移，成為切屑。金屬切削過程的塑性變形主要集中于此區域。圖3-6 切削部位三個變形區第變形區：已加工面受到后刀面擠壓與摩擦，產生變形。此區變形是造成已加工面加工硬化和殘余應力的主要原因。第變形區：靠近前刀面處，切屑排出時受前刀面擠壓與摩擦。此變形區的變形是造成前刀面磨損和產生積屑瘤的主要原因。郭德偉8圖3-7 剪應變的計算)cos(sincos)tan(cot000MKKPNKyS （3

3、-2） syOM0PKNhchhD剪切角愈小，前角愈小剪切變形量愈大0郭德偉9切削層經塑性變形后，厚度增加，長度縮小，寬度基本不變。可用其表示切削層的變形程度。LchhDhchLc圖3-8 切屑與切削層尺寸厚度變形系數 （3-3a） Dchhahh長度變形系數chchlLL （3-3b） chcDchhLLhh （3-3） 因為體積相同，切削層寬度近似相同 h稱變形系數，稱變形系數， h愈大，說愈大，說明切屑的變形程度愈大。明切屑的變形程度愈大。 郭德偉1000sincostanh002cos1sin2hhh變形為s0yOM0PKNhchhDsin)90sin(0OMOMhhDchh （3-4

4、） sin)cos(0h郭德偉11粘結區：高溫高壓使切屑底層軟化，粘嵌在前刀面高低不平的凹坑中，形成長度為lf1的粘接區。切屑的粘接層與上層金屬之間產生相對滑移，其間的摩擦屬于內摩擦。 圖3-9 切屑與前刀面的摩擦 在高溫高壓作用下，切屑底層與前刀面發生沾接，切屑與前刀面之間既有外摩擦，也有內摩擦。滑動區：切屑在脫離前刀面之前，與前刀面只在一些突出點接觸，切屑與前刀面之間的摩擦屬于外摩擦。lf2lf1郭德偉12n切削刃存在刃口圓弧，導致擠壓和摩擦，產生第變形區。A點以上部分沿前刀面流出，形成切屑；A點以下部分受擠壓和摩擦留在加工表面上，并有彈性恢復。hDhDhACFE已加工表面變形A點前方正應

5、力最大，剪應力為 0。 A點兩側正應力逐漸減小，剪應力逐漸增大，繼而減小。郭德偉13 一定溫度、壓力作用下，切屑底層與前刀面發生粘接粘接金屬嚴重塑性變形，產生加工硬化 增大前角，保護刀刃 影響加工精度和表面粗糙度滯留粘接長大切屑刀具圖3-10 積屑瘤積屑瘤積屑瘤的動態演示1 積屑瘤的動態演示2 積屑瘤的動態演示3 郭德偉14切削速度對積屑瘤的影響切削速度積屑瘤高度郭德偉15工件材料強度和硬度越大，變形系數h越小，即切屑變形越小。圖3-11刀具幾何參數中影響最大的是前角。刀具前角o越大，剪切角變大，變形系數h就越小圖3-12郭德偉16無積屑瘤的情況 切削速度vc越高，變形系數h越小。進給量 f

6、越大，hD增大，前刀面上的av增大，切應力減小，摩擦系數減小，剪切角加大，變形系數h越小。郭德偉17有積屑瘤的情況 vc通過積屑瘤前角b(即實際工作前角oe)來影響變形系數h，圖3-14所示。背吃刀量ap對變形系數h基本無影響。郭德偉18形成條件影響名稱簡圖形態變形帶狀，底面光滑，背面呈毛茸狀節狀，底面光滑有裂紋，背面呈鋸齒狀粒狀不規則塊狀顆粒剪切滑移尚未達到斷裂程度局部剪切應力達到斷裂強度剪切應力完全達到斷裂強度未經塑性變形即被擠裂加工塑性材料，切削速度較高，進給量較小， 刀具前角較大加工塑性材料，切削速度較低，進給量較大， 刀具前角較小工件材料硬度較高，韌性較低，切削速度較低加工硬脆材料，

7、 刀具前角較小切削過程平穩，表面粗糙度小， 妨礙切削工作，應設法斷屑切削過程欠平穩，表面粗糙度欠佳切削力波動較大，切削過程不平穩，表面粗糙度不佳切削力波動大，有沖擊，表面粗糙度惡劣，易崩刀帶狀切屑擠裂切屑單元切屑崩碎切屑表3-1 切屑類型及形成條件郭德偉19帶狀 切屑擠裂 切屑粒狀 切屑崩碎 切屑圖3-16 切屑形態照片郭德偉20國際標準化組織的切屑分類法國際標準化組織的切屑分類法郭德偉21v 為使切削過程正常進行和保證已加工表面質量，應使切屑卷曲和折斷。v 切屑的卷曲是切屑基本變形或經過卷屑槽使之產生附加變形的結果（圖3-17a）圖3-7 切屑的卷曲v斷屑是對已變形的切屑再附加一次變形（常需有斷屑裝置，圖3-17b） 郭德偉22郭德偉23GGC （3-7）式中 G 裂紋擴展單位長度時釋放的能量（應變能 釋放率）； GC 裂紋擴展單位長度時所需的能量（裂紋擴 展阻力）。K1K1C （3-8）式中 K1 應力強度因 子； K1C K1臨界值。對于型（張開型）裂紋，在平面應變條件下，脆性斷裂條件為：郭德偉24 大規模擠裂