作者：陳長春 單位：齊齊哈爾鑫科機械有限責任公司

切削區大致存在三個變形區域：1）第一變形區，工件材料的晶粒原為圓形顆粒，當受到刀具作用，產生剪切應力時，晶格內的晶面間就發生滑移，使晶粒變為橢圓形。2）第二變形區切屑沿前刀面排出時，進一步受到前刀面的擠壓和摩擦，使靠近前刀面處的金屬纖維化，其方向基本上與前刀面相平行。3）第三變形區，已加工表面受到切削刃鈍圓部分和后刀面的擠壓、摩擦與回彈，造成其纖維化和加工硬化。

切屑分類。要正確認識金屬切削過程，首先要對切屑進行研究。由于工件材料、刀具幾何角度和切削用量的不同，所切出切屑形狀也就不同。在現代切削加工中，尤其在自動線加工時，如何有效地控制切屑形狀，對正常生產和操作安全有著重要的意義。從變形的機理出發，各種不同形狀的切屑分為四類：1）帶狀切屑，內表面光滑，外表面毛茸。是在加工塑性金屬，切削速度高，切削厚度較小，刀具前角較大時的常見切屑。此時，切削過程較平穩，已加工表面粗糙度較小。2）節狀切屑又稱擠裂切屑，其外表面呈鋸齒形，內表面基本上仍相連，有時出現裂紋。當切削速度較低和切削厚度較大時易得此種切屑。3）粒狀切屑又稱單元切屑。此種切屑較特別，當整個剪切面上的剪應力超過材料的破裂強度，使整個單元被切離時，才成為粒狀切屑。4）崩碎切屑，當切削脆性金屬時，因工件材料的塑性很小，抗拉強度差，刀具切入后，在切削刃附近的接觸區中，局部金屬并不經過明顯塑性變形，就在拉應力狀態下脆斷，形成不規則的碎塊狀切屑。

切削力和切削功率

切削力在切削過程中，刀具上所有參與切削的各切削部分所產生的總切削力的合力稱作刀具總切削力；一個切削部分切削工件時所產生的全部切削力稱作一個切削部分總切削力F。車削外圓時，總切削力F指向刀具的左上方。為了便于設計和工藝分析，通常將總切削力分解成三個互相垂直的分力。影響切削力的主要因素：1）工件材料性能材料的強度及硬度越高，或塑性、韌性越好，則切削力越大；2）刀具幾何角度前角越大，切屑變形越小，切削力減小；后角越大，后刀面與工件間摩擦減小，切削力也變小；改變主偏角，可使軸向切削分力與徑向切削分力的比例變化。例如：當主偏角增大近90°時，徑向力可大幅度地減小，趨向于零，對車削細長軸工件特別有利；3）切削用量。增大吃刀量和進給量時，切削面積增大，切除的金屬量越多，切削力也越大。而吃刀量對切削力的影響更為顯著。

切削熱

1切削熱的產生與傳出。切削過程中機床所消耗的功，絕大部分轉化為熱。切削熱產生的直接來源是：切削層金屬的彈、塑性變形；切屑與前刀面、工件與后刀面間消耗的摩擦功。切削熱將傳遞給工件、刀具、切屑及周圍介質中去。一般在車、銑、刨削加工時，傳到工件中去的熱量約占10%~40%；傳到刀具去的熱量不足3%~5%；大部分的切削熱50%~80%是通過切屑帶走。切削速度越高，或切削厚度越大，由切屑帶走熱量的比例越大。傳給工件的熱會造成工件溫升而產生變形，影響尺寸與形狀精度，對精密加工、細長軸及薄壁件更為嚴重。傳給刀具的熱量雖然比例較小。

2影響切削溫度因素。切削溫度的高低取決于切削熱的產生和傳出情況。它受切削用量、工件材料、刀具材料、刀具角度和冷卻條件等因素的影響。一般工件材料的強度、硬度愈高，切削時消耗的功愈多，切削溫度愈高；工件材料的導熱性愈好，傳走的切削熱愈多，切削溫度也就愈低。從切削用量、刀具角度與切削熱的關系看，切削用量增大，切削熱相應的增多，切削溫度上升；但三要素對切削溫度影響各不相同，其中，切削速度影響最大,進給量次之，背吃刀量影響最小；刀具角度對切削溫度影響以前角和主偏角最大，前角增大，一般切削熱減少，切削溫度降低。

3降低切削溫度措施。在工件材料、切削用量、刀具角度已確定的條件下,降低切削溫度的主要措施是冷卻。目前人工冷卻方法主要是澆注大量冷卻液和綠色射流冷卻。使用同樣的方法，可以用不同方式,其效果的差別也特別明顯。綠色射流冷卻是一種集約、環保型冷卻，在當前推行清潔生產模式中，它的應用能產生巨大的社會和經濟效益,具有十分重要的意義。

刀具磨損及刀具耐用度

1刀具正常磨損。在切削過程中，前刀面、后刀面經常與切屑、工件間發生著強烈的摩擦，在切削區域中又有很高的溫度和壓力，使刀具的前刀面和后刀面都會產生磨損。這種隨著切削加工的延續而出現的逐漸磨損，稱為正常磨損。另外，由于其他原因刀具突然崩刃、卷刃或碎裂等先期性的損壞，稱為非正常磨損。

2刀具的磨損和耐用度。隨著切削時間的增加，刀具磨損逐漸增大。刀具磨損后將降低加工表面的尺寸精度和增大其粗糙度。因此需要定時更換刀具，在自動化生產加工中通過檢查磨損帶的寬度大小來更換刀具很不方便，通常用刀具的實際切削時間來衡量磨損程度。刀具由刃磨后開始切削直到磨損量達到磨鈍標準的總切削時間稱為刀具耐用度。