普通机床零件切削加工及应用PPT课件教材讲义
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刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶 瓷、金刚石、立方氮化硼等。目前，刀具材料中使用最广泛的 仍是高速钢和硬质合金。
7.4 刀具材料
7.4.2 高速钢
➢高速钢是加入了钨（W）、钼（Mo）、铬（Cr）、钒（V）等 合金元素的高合金工具钢。它具有较高的硬度（62～67HRC）和 耐热性（550～6000C），较高的强度和韧性，抗冲击、振动的 能力较强。适用于制造各种形状复杂的刀具（如钻头、丝锥、 成形刀具、拉刀、齿轮刀具等）。常用的通用型高速钢牌号为 W6M05Cr4V2和W18Cr4V。 高速钢按其用途和性能可分为通用高速钢、高性能高速钢两类。 1.通用高速钢 是指加工一般金属材料用的高速钢。 2.高性能高速钢 是在通用高速钢中再加入一些合金元素，以进一步提高它的耐 热性和耐磨性。
7.5 金属切削过程
7.5.4 第Ⅲ变形区
第Ⅲ变形区在刀具后刀面和已加工表面接触的区域上。
前面在分析第 、第 变形区的情况时，假设刀具的切削刃是 绝对锋利的，实际上任何刀具的切削刃口都很难磨得绝对锋利。 金属被切削时经过切削刃钝圆部分的作用，又受到后刀面磨损 棱带VB的挤压和摩擦后沿刀具后面流出，这样已加工表面会产 生变形，金属晶粒被拉伸的更长更细，其纤维方向平行于已加 工表面，使表层的金属具有不同和基本组织不同的性质，所以 称之为变质层，其表面粗糙度及内部应力、金相组织决定了已 加工表面质量。
7.1 加工质量
7.1.2 表面质量 1.表面粗糙度 一般来说，零件的表面粗糙度越小，零件的使用性能 越好，寿命越长，但零件的制造成本也会相应增加。 常见加工方法一般能达到的表面粗糙度见表7-1。
2.表面层材质变化 零件加工后表面层的力学、物理及化学性能会与基体 材料不同，表现为加工硬化、残余应力产生、疲劳强 度变化及耐腐蚀性下降等，这些将直接影响零件的使 用性能。
7.5 金属切削过程
金属切削过程是指工件上一层多余的金属被刀具切除的过程 和已加工表面形成的过程。 7.5.1 切屑的形成过程
塑性材料的切屑形成过程如图7-7所示：当刀具相对被切削层材料作切削运动 时，在切应力的作用下材料依次错动滑移成切屑，并沿前刀面流出，而其底 面则由于刀具前刀面推挤关系已变得很光滑平整。
当主运动和进给运动同时进行时，切削刃上某一点相对于工件 的运动为合成运动。切削过程中，主运动、进给运动合理的组 合，便可以加工各种不同的工件表面。
7.2 切削运动
7.2.2 工件表面
切削过程中，工件上形成三个表面，如 图7-2所示 1.待加工表面——将被切除的表面；
2.过渡表面——正在切削的表面；
面十分洁净，在一定温度和压力下，切屑底层金属与前刀面接 触处发生粘结，形成了积屑瘤，如图7-8所示。
7.5 金属切削过程
随后，积屑瘤逐渐长大，直到该处的 温度和压力不足以产生粘结为止。积 屑瘤在形成过程中是一层层增高的， 到一定高度会脱落，经历了一个生成、 长大、脱落的周期性过程。
图7-9 积屑瘤的形成 积屑瘤的作用和影响： 1）保护刀具。 积屑瘤包围着切削刃，同时覆盖着一部分前刀面，能代替切削刃 和前刀面进行切削，从而减少了刀具磨损，起到保护刀具的作用。 2）增大前角。 积屑瘤具有30°左右的前角，因而减少了切削变形，降低了切削 力。 3）增大切削厚度。 积屑瘤前端伸出于切削刃之外，使切削厚度增加了△hD值， 且是变化的，因而影响了工件的尺寸精度。 4）增大已加工表面粗糙度值。 积屑瘤高度的周期性变化，使切削厚度不断变化， 以及由此而引起振动，积屑瘤粘附在切削刃上很不规则，导致在已加工表面上刻 划出深浅和宽窄不同的沟纹，脱落的积屑瘤碎片留在已加工表面上。
7.3 刀具切削部分的几何角度
1）基面 pr
2）主切削平面 ps 3）主断面 p0 和主断面参考 系 pr ps p0
4）法断面 pn 和法断面参考
系 pr ps pn
5）进给断面
6）切深断面
进给切深断面参考系
pr pf pp
图7-4 车刀的参考系
7.3 刀具切削部分的几何角度
7.3.3 刀具标注角度
1.尺寸精度 是指加工表面本身的尺寸和表面间的尺寸的精确程度，常用尺 寸公差的大小来表示。 2.形状精度 是指零件加工后的表面与理想表面在形状上相接近的程度，如 直线度等。 3.位置精度 是指零件加工后的表面、轴线或对称平面之间的实际位置与理 想位置接近 的程度。如平行度、垂直度等。 一般机械加工精度越高，加工的成本也越高，所以在设计零件 时，应满足零件使用要求的前提下，选用经济精度。
7.5 金属切削过程
7.5.3 第Ⅱ变形区
1.摩擦系数 切削厚度对切削变形的影响是通过摩擦系数影响的。切削
厚度增加，作用在前刀面上的法向力增大，摩擦系数减小，从 而使摩擦角减小，剪切角增大，因此切削变形减小。
2.积屑瘤 在用中等或较低的切削速度切削塑性较大的金属材料时，往
往会在切削刃上粘附一个楔形硬块，称为积屑瘤。 积屑瘤的产生：切削过程中，刀—屑间的摩擦，使刀具前刀
7.2 切削运动
7.2.1 切削运动 动画演示
切削运动是为了形成工件表面所必需的、刀具与工件之间的相 对运动。切削运动分为主运动和进给运动，如图7-1所示。 1.主运动 主运动是切除工件多余金属所需要的最基本的运动，主运动速 度高、消耗功率大。 2.进给运动 进给运动是使金属层连续投入切削，从而加工出完整表面的运 动。 3.主运动和进给运动的合成
7.4 刀具材料
7.4.3 硬质合金
硬质合金可分为K、P、M三个主要类别，是当今主要的刀具材 料之一，大多数车刀、端铣刀和部分立铣刀等均已采用硬质合金制 造。
常用硬质合金可分为四类：
➢钨钴类硬质合金
➢钨钴钛类硬质合金
➢钨钛钽钴类硬质合金
➢碳化钛基类硬质合金
随着科学技术的发展，新的工程材料不断出现，对刀具材料的要求也不断提 高，在进行切削加工时，我们必须根据具体情况综合考虑，合理的选择刀具材料， 既要充分发挥刀具材料的特性，又要经济性地满足切削加工的需要。
4.在副切削刃正交平面内测量的角度
副后角 0 ' 副后刀面与副切削刃切削平面间的夹角。
上述几何角度中，前角、后角、主偏角、副偏角和副后角是最 常用的，通常称之为基本角度。
oe o N
7.3 刀具切削部分的几何角度
7.3.4 刀具工作角度 切削过程中，由于刀具的安装位置、刀具与工件间相对运动情 况的变化，实际起作用的角度与标注角度有所不同，我们称这 些角度为工作角度。 1.刀柄中心线与进给方向不垂直时对主、副偏角的影响如图7-6 所示
7.5.2 第Ⅰ变形区 位于切削刃和前刀面的前方，面积是三个变形区中最大的，
为主变形区。 1.切屑的类型（见图7-8所示） 。 1）带状切屑 ：切屑延续成较长的带状，内表面光滑，而外表面 呈毛茸状。 2)挤裂切屑：切屑内表面有时有裂纹，外表面呈锯齿形。 3)粒状切屑：切屑切离成单元切屑。（又称单元切屑） 4)崩碎切屑：切屑的形状不规则，加工表面凸凹不平。
图7-6切外圆时的切削层要素
7.4 刀具材料
7.4.1 刀具材料应当具备的性能
刀具切削部分在切削时要承受高温、高压、强烈的摩擦、冲 击和振动。因此，刀具材料应具备以下性能：
1.高硬度； 2.耐磨性； 3.足够的强度和韧性； 4.高的耐热性； 5.良好的工艺性； 此外，在选用刀具材料时，还有考虑经济性。经济性差的刀具 材料难以推广使用。
re r G
' re
r'
G
2.切削刃安装高于或低于工件中心时，对前角、后角的影响
切削刃安装高于工件中心时： oe o N oe o N
切削刃安装低于工件中心时： oe o N oe o N
7.3 刀具切削部分的几何角度
7.3.5 切削层参数
切削层是指工件上正被刀具切削 刃切削着的一层金属。也就是相 邻的两过渡表面之间所夹着的一 层金属，如图7-6所示。 1.切削层公称厚度 ：是相邻两 过渡表面之间的垂直距离。 2.切削公称宽度 ：是沿主切削 刃测量的切削层尺寸。 3.切削公称横截面积 ：切削层 公称横截面积。
3.已加工表面——切除多余金属后形成 的表面。
切削过程中，为了提高生产效率，机床 除切削运动外，还需要有辅助运动，如 切入运动、分度转位运动、空程运动及 送夹料运动等。
图7-2 车削加工工件上的表面
7.2 切削运动
7.2.3 切削用量
切削用量是用来表示切削加工中主运动和进给运动参数的数量。 包括切削速度、进给量、背吃刀量 1.切削速度
切削刃的选定点相对于工件主运动的瞬时速度。主运动是旋 转运动时，切削速度计算公式如下：
c
πdn 1000
式中 d ——工件加工表面或刀具某一点的回转直径（mm）；
n ——工件或刀具的转速（r/s或r/min）。
7.2 切削运动
2.进给量 ： 在工件或刀具的每一转或每一往复行程的时间内，刀具与工件之 间沿进给运动方向的相对位移。通常用 表示，单位为mm/r或mm／行程。
图7-8切屑形态
7.5 金属切削过程
2.变形系数 切削过程中，变形量的大小计算很复杂，所以在研究切削变形规 律时，通常用剪应变或变形系数来衡量切削变形的程度。 剪应变是指切削层在剪切面上的滑移量。 变形系数是根据金属切削过程中，刀具切下的切屑厚度通常大于 工件切削层的厚度，而切屑长度却小于切削层长度这一事实来衡 量切削变形程度。 通过公式推导发现，影响切削变形的主要因素是前角γo和剪切角Ф。 剪切角Ф减小，切屑就变厚、变短，变形系数增大。剪切角Ф增大， 变形系数减小。 3.剪切角 当前角增大时，剪切角随之增大，变形减小。 当摩擦角增加时，剪切角随之减小，变形增大。所以采用优质切 削液减小前刀面上的摩擦系数是很重要的。
7.3 刀具切削部分的几何角度
7.3.1车刀的组成
车刀由切削部分、刀柄两部 Aγ 2）主后刀面 Aα
3）副后刀面 Aα' 4）主切削刃S
5）副切削刃S
6）刀尖
图7-3车刀切削部分结构要素
7.3 刀具切削部分的几何角度
7.3.2 刀具几何角度参考系 动画演示
切削脆性材料时，由于这类材料的塑性变形能力差，在材料产生明显的塑性 滑移前，内部的张应力已达到破坏强度，于是材料发生崩碎，并沿切削速度 方向飞散，形成崩碎状的切屑。
为了进一步分析切削层变形的规律，通常
把被切削刃作用的金属层划分为三个变区。
第Ⅰ变形区；
第Ⅱ变形区；
第Ⅲ变形区。
图7-7 切屑的形成过程
7.5 金属切削过程
模块二普通机床零件切削加工及应用
1 加工质量 2 切削运动 3 刀具切削部分的几何角度
4 刀具材料
5 金属切削过程
6 切削力 7 切削热和切削温度 8 刀具磨损和刀具寿命 10 9 工件材料的切削加工性 金属切削条件的选择
模块二普通机床零件切削加工及应用
金属零件切削加工：是通过刀具与工件之间的相对运 动，从毛坯上切除多余的金属，从而获得合格零件的 加工方法。
如图7-5所示。 1.在基面内测量的角度
主偏角 r
副偏角
' r
刀尖角 r
2.在主切削刃正交平面 内测量的角度
前角 0
后角 0 楔角 0
图7-5车刀的标注角度
7.3 刀具切削部分的几何角度
3.在切削平面内测量的角度（如图7-5所示）
刃倾角 s s ＝0的切削称为直角切削 s ≠0的切削称为斜角切削
f f n fz z n
3.背吃刀量 ：背吃刀量是在通过切削刃基点并垂直于工作平面方向上测量的吃
刀量，单位为mm，也就是工件待加工表面与已加工表面之间的垂直距离，习惯
上也将背吃刀量称为切削深度。
外圆车削时
Dd ap 2
式中 D——工件待加工表面的直径(mm)； d ——工件已加工表面的直径(mm)。
切削加工的基本形式有车削、铣削、钻削、刨削、 钳工等。
一般情况下，通过铸造、锻造、焊接和各种轧制 的型材毛坯精度低和表面粗糙度大，不能满足零件要 求，必须进行切削加工才能成为零件。金属切削加工 担负着几乎所有零件的加工任务，在机械制造过程中， 处于十分重要的地位。
7.1 加工质量
7.1.1 加工精度
刀具几何角度可分为静态角度（标注角度）和工作角度，分别对应 静态参考系和工作参考系。
1.刀具标注角度参考系
（1）假设条件
1）假设运动条件：用主运动向量νC近似地代替相对运动合成速度νe。 2）假设安装条件：规定刀杆中心线与进给运动方向垂直；刀尖与 工件中心等高。 （2）刀具标注角度参考系种类 刀具几何角度可分为静态角度（标注角度）和工作角度，分别对应 静态参考系和工作参考系。如图7-4所示为静态参考系的各组成平面。
7.4 刀具材料
7.4.2 高速钢
➢高速钢是加入了钨（W）、钼（Mo）、铬（Cr）、钒（V）等 合金元素的高合金工具钢。它具有较高的硬度（62～67HRC）和 耐热性（550～6000C），较高的强度和韧性，抗冲击、振动的 能力较强。适用于制造各种形状复杂的刀具（如钻头、丝锥、 成形刀具、拉刀、齿轮刀具等）。常用的通用型高速钢牌号为 W6M05Cr4V2和W18Cr4V。 高速钢按其用途和性能可分为通用高速钢、高性能高速钢两类。 1.通用高速钢 是指加工一般金属材料用的高速钢。 2.高性能高速钢 是在通用高速钢中再加入一些合金元素，以进一步提高它的耐 热性和耐磨性。
7.5 金属切削过程
7.5.4 第Ⅲ变形区
第Ⅲ变形区在刀具后刀面和已加工表面接触的区域上。
前面在分析第 、第 变形区的情况时，假设刀具的切削刃是 绝对锋利的，实际上任何刀具的切削刃口都很难磨得绝对锋利。 金属被切削时经过切削刃钝圆部分的作用，又受到后刀面磨损 棱带VB的挤压和摩擦后沿刀具后面流出，这样已加工表面会产 生变形，金属晶粒被拉伸的更长更细，其纤维方向平行于已加 工表面，使表层的金属具有不同和基本组织不同的性质，所以 称之为变质层，其表面粗糙度及内部应力、金相组织决定了已 加工表面质量。
7.1 加工质量
7.1.2 表面质量 1.表面粗糙度 一般来说，零件的表面粗糙度越小，零件的使用性能 越好，寿命越长，但零件的制造成本也会相应增加。 常见加工方法一般能达到的表面粗糙度见表7-1。
2.表面层材质变化 零件加工后表面层的力学、物理及化学性能会与基体 材料不同，表现为加工硬化、残余应力产生、疲劳强 度变化及耐腐蚀性下降等，这些将直接影响零件的使 用性能。
7.5 金属切削过程
金属切削过程是指工件上一层多余的金属被刀具切除的过程 和已加工表面形成的过程。 7.5.1 切屑的形成过程
塑性材料的切屑形成过程如图7-7所示：当刀具相对被切削层材料作切削运动 时，在切应力的作用下材料依次错动滑移成切屑，并沿前刀面流出，而其底 面则由于刀具前刀面推挤关系已变得很光滑平整。
当主运动和进给运动同时进行时，切削刃上某一点相对于工件 的运动为合成运动。切削过程中，主运动、进给运动合理的组 合，便可以加工各种不同的工件表面。
7.2 切削运动
7.2.2 工件表面
切削过程中，工件上形成三个表面，如 图7-2所示 1.待加工表面——将被切除的表面；
2.过渡表面——正在切削的表面；
面十分洁净，在一定温度和压力下，切屑底层金属与前刀面接 触处发生粘结，形成了积屑瘤，如图7-8所示。
7.5 金属切削过程
随后，积屑瘤逐渐长大，直到该处的 温度和压力不足以产生粘结为止。积 屑瘤在形成过程中是一层层增高的， 到一定高度会脱落，经历了一个生成、 长大、脱落的周期性过程。
图7-9 积屑瘤的形成 积屑瘤的作用和影响： 1）保护刀具。 积屑瘤包围着切削刃，同时覆盖着一部分前刀面，能代替切削刃 和前刀面进行切削，从而减少了刀具磨损，起到保护刀具的作用。 2）增大前角。 积屑瘤具有30°左右的前角，因而减少了切削变形，降低了切削 力。 3）增大切削厚度。 积屑瘤前端伸出于切削刃之外，使切削厚度增加了△hD值， 且是变化的，因而影响了工件的尺寸精度。 4）增大已加工表面粗糙度值。 积屑瘤高度的周期性变化，使切削厚度不断变化， 以及由此而引起振动，积屑瘤粘附在切削刃上很不规则，导致在已加工表面上刻 划出深浅和宽窄不同的沟纹，脱落的积屑瘤碎片留在已加工表面上。
7.3 刀具切削部分的几何角度
1）基面 pr
2）主切削平面 ps 3）主断面 p0 和主断面参考 系 pr ps p0
4）法断面 pn 和法断面参考
系 pr ps pn
5）进给断面
6）切深断面
进给切深断面参考系
pr pf pp
图7-4 车刀的参考系
7.3 刀具切削部分的几何角度
7.3.3 刀具标注角度
1.尺寸精度 是指加工表面本身的尺寸和表面间的尺寸的精确程度，常用尺 寸公差的大小来表示。 2.形状精度 是指零件加工后的表面与理想表面在形状上相接近的程度，如 直线度等。 3.位置精度 是指零件加工后的表面、轴线或对称平面之间的实际位置与理 想位置接近 的程度。如平行度、垂直度等。 一般机械加工精度越高，加工的成本也越高，所以在设计零件 时，应满足零件使用要求的前提下，选用经济精度。
7.5 金属切削过程
7.5.3 第Ⅱ变形区
1.摩擦系数 切削厚度对切削变形的影响是通过摩擦系数影响的。切削
厚度增加，作用在前刀面上的法向力增大，摩擦系数减小，从 而使摩擦角减小，剪切角增大，因此切削变形减小。
2.积屑瘤 在用中等或较低的切削速度切削塑性较大的金属材料时，往
往会在切削刃上粘附一个楔形硬块，称为积屑瘤。 积屑瘤的产生：切削过程中，刀—屑间的摩擦，使刀具前刀
7.2 切削运动
7.2.1 切削运动 动画演示
切削运动是为了形成工件表面所必需的、刀具与工件之间的相 对运动。切削运动分为主运动和进给运动，如图7-1所示。 1.主运动 主运动是切除工件多余金属所需要的最基本的运动，主运动速 度高、消耗功率大。 2.进给运动 进给运动是使金属层连续投入切削，从而加工出完整表面的运 动。 3.主运动和进给运动的合成
7.4 刀具材料
7.4.3 硬质合金
硬质合金可分为K、P、M三个主要类别，是当今主要的刀具材 料之一，大多数车刀、端铣刀和部分立铣刀等均已采用硬质合金制 造。
常用硬质合金可分为四类：
➢钨钴类硬质合金
➢钨钴钛类硬质合金
➢钨钛钽钴类硬质合金
➢碳化钛基类硬质合金
随着科学技术的发展，新的工程材料不断出现，对刀具材料的要求也不断提 高，在进行切削加工时，我们必须根据具体情况综合考虑，合理的选择刀具材料， 既要充分发挥刀具材料的特性，又要经济性地满足切削加工的需要。
4.在副切削刃正交平面内测量的角度
副后角 0 ' 副后刀面与副切削刃切削平面间的夹角。
上述几何角度中，前角、后角、主偏角、副偏角和副后角是最 常用的，通常称之为基本角度。
oe o N
7.3 刀具切削部分的几何角度
7.3.4 刀具工作角度 切削过程中，由于刀具的安装位置、刀具与工件间相对运动情 况的变化，实际起作用的角度与标注角度有所不同，我们称这 些角度为工作角度。 1.刀柄中心线与进给方向不垂直时对主、副偏角的影响如图7-6 所示
7.5.2 第Ⅰ变形区 位于切削刃和前刀面的前方，面积是三个变形区中最大的，
为主变形区。 1.切屑的类型（见图7-8所示） 。 1）带状切屑 ：切屑延续成较长的带状，内表面光滑，而外表面 呈毛茸状。 2)挤裂切屑：切屑内表面有时有裂纹，外表面呈锯齿形。 3)粒状切屑：切屑切离成单元切屑。（又称单元切屑） 4)崩碎切屑：切屑的形状不规则，加工表面凸凹不平。
图7-6切外圆时的切削层要素
7.4 刀具材料
7.4.1 刀具材料应当具备的性能
刀具切削部分在切削时要承受高温、高压、强烈的摩擦、冲 击和振动。因此，刀具材料应具备以下性能：
1.高硬度； 2.耐磨性； 3.足够的强度和韧性； 4.高的耐热性； 5.良好的工艺性； 此外，在选用刀具材料时，还有考虑经济性。经济性差的刀具 材料难以推广使用。
re r G
' re
r'
G
2.切削刃安装高于或低于工件中心时，对前角、后角的影响
切削刃安装高于工件中心时： oe o N oe o N
切削刃安装低于工件中心时： oe o N oe o N
7.3 刀具切削部分的几何角度
7.3.5 切削层参数
切削层是指工件上正被刀具切削 刃切削着的一层金属。也就是相 邻的两过渡表面之间所夹着的一 层金属，如图7-6所示。 1.切削层公称厚度 ：是相邻两 过渡表面之间的垂直距离。 2.切削公称宽度 ：是沿主切削 刃测量的切削层尺寸。 3.切削公称横截面积 ：切削层 公称横截面积。
3.已加工表面——切除多余金属后形成 的表面。
切削过程中，为了提高生产效率，机床 除切削运动外，还需要有辅助运动，如 切入运动、分度转位运动、空程运动及 送夹料运动等。
图7-2 车削加工工件上的表面
7.2 切削运动
7.2.3 切削用量
切削用量是用来表示切削加工中主运动和进给运动参数的数量。 包括切削速度、进给量、背吃刀量 1.切削速度
切削刃的选定点相对于工件主运动的瞬时速度。主运动是旋 转运动时，切削速度计算公式如下：
c
πdn 1000
式中 d ——工件加工表面或刀具某一点的回转直径（mm）；
n ——工件或刀具的转速（r/s或r/min）。
7.2 切削运动
2.进给量 ： 在工件或刀具的每一转或每一往复行程的时间内，刀具与工件之 间沿进给运动方向的相对位移。通常用 表示，单位为mm/r或mm／行程。
图7-8切屑形态
7.5 金属切削过程
2.变形系数 切削过程中，变形量的大小计算很复杂，所以在研究切削变形规 律时，通常用剪应变或变形系数来衡量切削变形的程度。 剪应变是指切削层在剪切面上的滑移量。 变形系数是根据金属切削过程中，刀具切下的切屑厚度通常大于 工件切削层的厚度，而切屑长度却小于切削层长度这一事实来衡 量切削变形程度。 通过公式推导发现，影响切削变形的主要因素是前角γo和剪切角Ф。 剪切角Ф减小，切屑就变厚、变短，变形系数增大。剪切角Ф增大， 变形系数减小。 3.剪切角 当前角增大时，剪切角随之增大，变形减小。 当摩擦角增加时，剪切角随之减小，变形增大。所以采用优质切 削液减小前刀面上的摩擦系数是很重要的。
7.3 刀具切削部分的几何角度
7.3.1车刀的组成
车刀由切削部分、刀柄两部 Aγ 2）主后刀面 Aα
3）副后刀面 Aα' 4）主切削刃S
5）副切削刃S
6）刀尖
图7-3车刀切削部分结构要素
7.3 刀具切削部分的几何角度
7.3.2 刀具几何角度参考系 动画演示
切削脆性材料时，由于这类材料的塑性变形能力差，在材料产生明显的塑性 滑移前，内部的张应力已达到破坏强度，于是材料发生崩碎，并沿切削速度 方向飞散，形成崩碎状的切屑。
为了进一步分析切削层变形的规律，通常
把被切削刃作用的金属层划分为三个变区。
第Ⅰ变形区；
第Ⅱ变形区；
第Ⅲ变形区。
图7-7 切屑的形成过程
7.5 金属切削过程
模块二普通机床零件切削加工及应用
1 加工质量 2 切削运动 3 刀具切削部分的几何角度
4 刀具材料
5 金属切削过程
6 切削力 7 切削热和切削温度 8 刀具磨损和刀具寿命 10 9 工件材料的切削加工性 金属切削条件的选择
模块二普通机床零件切削加工及应用
金属零件切削加工：是通过刀具与工件之间的相对运 动，从毛坯上切除多余的金属，从而获得合格零件的 加工方法。
如图7-5所示。 1.在基面内测量的角度
主偏角 r
副偏角
' r
刀尖角 r
2.在主切削刃正交平面 内测量的角度
前角 0
后角 0 楔角 0
图7-5车刀的标注角度
7.3 刀具切削部分的几何角度
3.在切削平面内测量的角度（如图7-5所示）
刃倾角 s s ＝0的切削称为直角切削 s ≠0的切削称为斜角切削
f f n fz z n
3.背吃刀量 ：背吃刀量是在通过切削刃基点并垂直于工作平面方向上测量的吃
刀量，单位为mm，也就是工件待加工表面与已加工表面之间的垂直距离，习惯
上也将背吃刀量称为切削深度。
外圆车削时
Dd ap 2
式中 D——工件待加工表面的直径(mm)； d ——工件已加工表面的直径(mm)。
切削加工的基本形式有车削、铣削、钻削、刨削、 钳工等。
一般情况下，通过铸造、锻造、焊接和各种轧制 的型材毛坯精度低和表面粗糙度大，不能满足零件要 求，必须进行切削加工才能成为零件。金属切削加工 担负着几乎所有零件的加工任务，在机械制造过程中， 处于十分重要的地位。
7.1 加工质量
7.1.1 加工精度
刀具几何角度可分为静态角度（标注角度）和工作角度，分别对应 静态参考系和工作参考系。
1.刀具标注角度参考系
（1）假设条件
1）假设运动条件：用主运动向量νC近似地代替相对运动合成速度νe。 2）假设安装条件：规定刀杆中心线与进给运动方向垂直；刀尖与 工件中心等高。 （2）刀具标注角度参考系种类 刀具几何角度可分为静态角度（标注角度）和工作角度，分别对应 静态参考系和工作参考系。如图7-4所示为静态参考系的各组成平面。