(2)节状切屑.
4技能训练应知篇之金属切削过程及其基本规律
（3）影响积屑瘤形成的因素 1）工件材料塑性大，加工时产生积屑瘤的可能 性大，加工脆性材料时，一般不产生积屑瘤； 2）切削速度过高或过低都不会产生积屑瘤，中 等速度范围内最易产生，如图4-9所示；切削速 度是通过切削热变化来体现 出对积屑瘤形成的影响的； 3）刀具前角大，能减小切 屑变形和切削力，降低切削 温度，能抑制积屑瘤产生或 减小积屑瘤的高度； 4）切削液可减少切削热和 图4-9 切削速度对 改善摩擦，抑制积屑瘤产生。 积屑瘤的影响
四、切削变形程度的衡量
衡量切削变形常用切削变形系数Λh、剪切应变ε 和剪切角 作为衡量切削变形程度的指标。 1．切应变ε（也称剪应变或相对滑移） 它是反映切削变形中金属滑 移本质的系数，切削层中m'n' 线滑移至m"n" 位置时的瞬时 位移为Δy，实际上Δy的值 很小，滑移量为Δs。滑移量 Δs越大，说明变形越严重。 由右图所示几何关系可得出 以下相对滑移关系表达式：
在整个刀-屑接触区内的正应力 分布情况是， 在刀刃处最大，离切削刃越远，前刀面上的 正应力越小，并逐渐减小到零。在前刀面刀 -屑接触区内，各点的正应力和切应力是不 相等的，所以，前刀面上各点的摩擦状态是 不同的，刀-屑摩擦系数也是变化的。且内 摩擦系数远远大于外摩擦系数的值。 一般切削条件下，来自粘结区的摩擦力约占 切削过程中总摩擦力的85%，可见，内摩擦 在刀-屑接触摩擦中起了主要作用，所以， 研究前刀面摩擦时应以内摩擦为主，这也是 切削摩擦不服从古典滑动摩擦法则的原因。
（2）第二变形区（也写成第II变形区） 是指刀-屑接触区域II。切屑沿前刀面流出 时进一步受到前刀面的挤压和摩擦，切屑 卷曲，使朝向前刀面的切屑底层金属呈纤 维化，流线方向基本上和前刀面平行。 （3）第三变形区（也写成第III变形区） 指刀-工接触区域III。已加工表面受到切削 刃钝圆部分与后刀面的挤压和摩擦，产生 径向和切向弹性与塑性变形，造成工件已 加工表层晶粒纤维化与加工硬化。 三个变形区里的切削变形互相牵连，切削变 形是整体行为，是在极短时间内完成的。
切屑种类及断屑
其中带状屑连绵不断，经常缠绕工件或刀 具表面，且不易清除。不仅划伤工件表面、 损坏刀具，而且极易伤人。因此，除特殊 情况下，应尽量避免带状屑。
通常采用断屑的方法、即将带状屑折断成 为粒状、半环形状、螺旋状等。
1．车削切削层参数
如图所示，刀具车削工件外圆时，切削刃 上任一点走的是一条螺旋线运动轨迹，整 个切削刃切削出一条螺旋面。工件旋转一 周，车刀由位置I移动到位置II，移动一个 进给量f ，切下金属切削层。此点的参数是 在该点并与该点主运动方向垂直的平面内 度量。
（1） 切削层公称厚度hD 在主切削刃选定点的基面内，垂直 于过渡表面的切削层尺寸，称为切削层公称厚度。切削层截面 的切削厚度为
hD ＝ f sinκr
κr为刀具主偏角，即刀具主切削刃与进给 方向的夹角。根据上式可以看出，进给量f 或刀具主偏角κr增大，车削切削层厚度hD 增大。
（2） 切削层公称宽度bD 在主切削刃选 定点的基面内，沿过渡层表面度量的切削
层尺寸，称为切削层公称宽度。切削层截 面的公称切削宽度为
bD ＝ ap/sinκr
工件材料脆性越大， 刀具前角越小，切削 深度和进给量越大， 越易产生此类切削
(1)切屑的形态可随切削条件不同而改变
(2)可控制切削条件，使切屑形态向有利于生产的
方面转化，保证切削加工的顺利进行和工件的加工
质量
使粒状切屑、
增大前角
节状切屑向带 状切屑转化
提高切 削速度
减小进给量
有利于
使切削过 程平稳
带状切屑是一种连绵 不断的、底面光滑、背 面呈毛茸状的切屑。
金属切削的基础知识
切削过程： 三个变形区
（1）第一变形区
（2）第二变形区： （3）第三变形区：
制造技术
切屑种类：
1）带状切屑
外形连绵不断，与前刀 面接触的面很光滑，背面呈毛 茸状。用较大前角、较高的切 削速度和较小的进给量切削塑 性材料时，容易得到带状切屑。
制造技术
2）崩碎切屑 切削铸铁等脆性材料
制造技术
二、切削热的传散
在一般干切削的情况下，大部分的切削热由切屑传散出 去，其次由工件和刀具传散，而周围介质传散出去的热量很 少。但各种传散热量的比例，随着工件材料、刀具材料、切 削用量、刀具角度及切削方式等切削条件的不同而异。 切削热传散给切削及周围介质，对切削加工没有影响， 且传散得越多越好。 切削热传散给刀具切削部分，使刀具磨损加快，缩短刀 具的使用寿命；切削热传散给工件，影响工件的加工精度和 表面质量。 为了减小切削热对工件加工质量的不良影响，可采取的 两方面工艺措施：一是减小工件材料的变形抗力和摩擦阻力， 降低功率消耗和减少切削热；二是要加速切削热的传散，以 降低切削温度。
面粗糙度；严重时，会引起崩刀打刀，加速刀具的磨损。 二、表层材质变化
1.加工硬化
加工硬化是指在切削过程中，工件已加工表面受刀刃和后 面的挤压和摩擦而产生塑性变形，使表层组织发生变化，硬度 显著提高的现象。硬化层深度可达到0.02～0.03mm,表层硬度 约为工件材料的1.2～2倍。
制造技术
对加工硬化的影响因素：刀具几何参数、切削条件、工件
制造技术
2.润滑作用 金属切削加工液（简称切削液）在切削过程中的润滑作用， 可以减小前刀面与切屑，后刀面与已加工表面间的摩擦，形成部 分润滑膜，从而减小切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具与工件 坯料摩擦部位的表面温度和刀具磨损，改善工件材料的切削加工 性能。在磨削过程中，加入磨削液后，磨削液渗入砂轮磨粒－工 件及磨粒－磨屑之间形成润滑膜，使界面间的摩擦减小，防止磨 粒切削刃磨损和粘附切屑，从而减小磨削力和摩擦热，提高砂轮 耐用度以及工件表面质量。 3.清洗和排屑作用 在金属切削过程中，要求切削液有良好的清洗作用。除去生 成切屑、磨屑以及铁粉、油污和砂粒，防止机床和工件、刀具的 沾污，使刀具或砂轮的切削刃口保持锋利，不致影响切削效果。 对于油基切削油，粘度越低，清洗能力越强，尤其是含有煤油、 柴油等轻组份的切削油，渗透性和清洗性能就越好。含有表面活 性剂的水基切削液，清洗效果较好，因为它能在表面上形成吸附
金属切削基础学习知识原理与刀具(第四版)习题集册规范标准答案
金属切削原理与刀具（第四版）习题册答案中国劳动社会保障出版社目录第一章金属切削加工的基本知识 (1)第一节切削运动 (1)第二节切削要素 (1)第二章金属切削刀具的基本知识 (3)第一节刀具材料 (3)第二节切削刀具的分类及结构 (4)第三节刀具的几何角度 (4)第四节刀具的工作角度 (6)第三章切削加工的主要规律 (7)第一节切削变形 (7)第二节切屑的类型与控制 (7)第三节积屑瘤 (9)第四节切削力与切削功率 (10)第五节切削热和切削温度 (12)第六节刀具磨损与刀具耐用度 (12)第四章切削加工质量与效率 (14)第一节工件材料的切削加工性 (14)第二节已加工表面质量 (14)第三节切削用量的选择 (15)第四节切削液 (16)第五章车刀 (18)第一节焊接式车刀 (18)第二节可转位车刀 (18)第三节成形车刀 (20)第六章孔加工刀具 (21)第一节麻花钻 (21)第二节深孔钻 (22)第三节铰刀 (23)第四节镗刀 (24)第五节其他孔加工刀具 (24)第七章铣刀 (26)第一节铣刀的种类及用途 (26)第二节铣刀的几何参数及铣削要素 (27)第三节铣削方式 (28)第八章拉刀 (30)第一节拉刀的种类 (30)第二节拉刀的结构组成及主要参数 (30)第三节拉削方式 (31)第四节拉刀的使用与刃磨 (32)第九章螺纹刀具 (34)第一节螺纹车刀 (34)第二节丝锥和板牙 (35)第三节螺纹铣刀 (35)第四节塑性变形法加工螺纹 (35)第十章齿轮加工刀具 (37)第一节齿轮刀具的种类 (37)第二节齿轮滚刀 (37)第三节蜗轮滚刀 (38)第四节插齿刀 (39)第五节剃齿刀 (40)第十一章数控机床用刀具 (41)第一节数控车床用刀具 (41)第二节数控铣床用刀具 (42)第三节数控加工中心用刀具 (43)第一章金属切削加工的基本知识第一节切削运动一、填空题1．刀具、工件、主、进给2．待加工、已加工、过渡二、判断题*1．√*2．√3．× 4．× 5．√ 6．×三、选择题*1．B *2．C 3．A *4．A *5．A *6．B *7．A四、简答题写出下表中各种切削加工方法具备的主运动。
(2)节状切屑 又称挤裂切屑.它的外表面呈锯齿形,内表面有时重点
折线形
直线圆弧形
全圆弧形
（2）改变刀具角度 增大刀具主偏角 r ，切 削厚度变大，有利于断屑。减小刀具前角 o可使 切屑变形加大，切屑易于折断。刃倾角 s 可以控 制切屑的流向， s 为正值时，切屑常卷曲后碰到 后刀面折断形成 C形屑或自然流出形成螺卷屑。 s 为负值时，切屑常卷曲后碰到已加工表面折断成 C形屑或6字形屑。
（3）粒状切屑 又称单 元切屑。在切屑形成过程中， 如剪切面上的剪切应力超过 了材料的断裂强度，切屑单 元从被切材料上脱落，形成 粒状切屑。 （4）崩碎切屑 加工脆 性材料，切削厚度越大越易 得到这类切屑。
二、切屑的控制
采取以下措施对切屑实施控制。 （ 1）采用断屑槽 通过设置断屑槽对流 动中的切屑施加一定的约束力，使切屑应 变增大，切屑卷曲半径减小。 断屑槽截面形状
一、切屑的类型
（ 1 ）带状切屑 它的内 表面是光滑的，外表面呈毛 茸状。加工塑性金属时，在 切削厚度较小、切削速度较 高、刀具前角较大的工况条 件下常形成此类切屑。
（ 2 ）节状切屑 又称挤 裂切屑。它的外表面呈锯齿 形，内表面有时有裂纹。在 切削速度较低、切削厚度较 大、刀具前角较小时常产生 此类切屑。
（3）调整切削用量 提高进给量 f使切削厚 度增大，对断屑有利；但增大 f 会增大加工表面 粗糙度。适当地降低切削速度使据实际条件适当选择切削用量。
切削加工的基础知识
第14章切削加工的基础知识切削加工是利用切削刀具从毛坯上切除多余的材料，以获得所需的形状、尺寸精度和表面粗糙度加工方法。
切削加工在工业生产中占有非常重要的地位，除了少数零件可以用铸造和锻造获得外，大部分的零件都要经过切削加工。
统计表明，金属切削加工的工作量占机器制造总工作量的40%〜60%。
金属切削加工与其他的加工方法相比主要有如下的优点：1、切削加工可获得相当高的尺寸精度和很小的表面粗糙度磨削外圆精度最高可高达IT5〜IT7级，粗糙度Ra=0.1〜0.8卩m,镜面磨削的粗糙度甚至可达0.006卩m,而最精密的压力铸造只能达到IT9〜IT10,R=1.6〜3.2 卩m .2.切削加工几乎不受零件的材料、尺寸和重量的限制目前尚未发现不能切削加工的金属材料.实际上，包括橡胶、塑料、木材这些非金属材料在内，也都可进行切削加工，这是任何其它冷热加工方法都无法做到的.金属切削加工的尺寸可小至不到0.1mm,大至几十米,重达几百吨.金属切削加工可分为钳工和机械加工。
钳工的内容在金工实习中介绍，本章只介绍机械加工的内容，机械加工是通过操纵机床对工件进行切削加工，其生产效率高，加工质量好，是现代金属加工的主要方式。
第一节切削加工的基本概念切削运动和切削要素在切削过程中是两个经常遇到的概念，因此必须正确理解。
一、切削运动（表面成型运动）切削加工是靠刀具和工件之间的相对运动来实现的。
刀具和工件之间的相对运动叫切削运动，它包括主运动和进给运动。
1.主运动是切除工件表面多余材料的基本运动，在切削运动中通常线速度最高，所消耗的功率也最多。
例如车削时工件的旋转运动；钻削时刀具的旋转运动；刨削时工件与刀具的相对往复运动等都属于1 / 10 主运动。
2 .进给运动是使工件未被切除的多余材料不断被切除的运动，又称走刀运动社过进给运动便可以切削出要加工的表面。
进给运动的速度一般远远小于主运动的速度。
例如，车削外圆时车刀的纵向移动；钻孔时钻头的轴向移动；铣平面时工件的纵向移动；牛头刨床刨削时工件的横向间歇移动等都属于进给运动。
机械制造工程原理练习题
《机械制造工程基础》课程习题解答一、填空：1。
表面发生线的形成方法有轨迹法、成形法、相切法和展成法四种。
2。
从形态上看,切屑可以分为带状切屑、节状切削、粒状切削、和崩碎切削四种类型。
3. 刀具耐用度是指刀具从开始切削至达到磨损量达到磨钝标准为止所使用的切削时间，用T表示4.切削时作用在刀具上的力，由两个方面组成：1）三个变形区内产生的弹性变形抗力和塑性变形抗力；2）切屑、工件与刀具间的摩擦阻力。
5.刀具磨损可以分为四类：硬质点划痕、冷焊粘结、扩散磨损和化学磨损 .6.刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止所经历的总切削时间,称为刀具寿命。
7.磨削过程中磨粒对工件的作用包括摩擦阶段、耕犁阶段和形成阶段三个阶段。
8．靠前刀面处的变形区域称为第二变形区，这个变形区主要集中在和前刀面接触的切屑底面一薄层金属内。
9。
牛头刨床的主运动是工作台带动工件的直线往复移动，进给运动是的间歇移动.11.零件的加工精度包含尺寸精度、形状精度和位置精度等三方面的内容.12、切削过程中，切削层金属的变形大致可划分为三个区域。
13、切屑沿前刀面排出时进一步受到前刀面的挤压和摩擦,使靠近前刀面处的金属纤维化、基本上和前刀面平行，这一区域称为第二变形区。
14、在一般切削速度范围内，第一变形区的宽度仅为0。
02mm—0.2mm，切削速度越高、其宽度越小，故可近似看成一个平面，称剪切面。
15、切削过程中，阻滞在前刀面上的积屑瘤有使刀具实际前角增大的作用（参见图2—19)，使切削力减小，使加工表面粉糙度增大。
16、在无积屑瘤的切削速度范围内，切削层公称厚度hD越大，变形系数Ah越小。
17、加工塑性金属时,在切削厚度较小、切削速度较高、刀具前角较大的工况条件下常形成节状切屑切屑；在切削速度较低、切削厚度较大、刀具前角较小时常产生节状切屑切屑，又称挤裂切屑；在切屑形成过程中，如剪切面上的剪切应力超过了材料的断裂强度，切屑单元从被切材料上脱落，形成粒状切屑；切削脆性金属时，由于材料塑性很小、抗拉强度较低，刀具切入后，切削层金属在刀具前刀面的作用下，未经明显的塑性变形就在拉应力作用下脆断，形成形状不规则的崩碎切屑.18、研究表明，工件材料脆性越大、切屑厚度越大、切屑卷曲半径越小，切屑就越容易折断。
47821-00机械制造技术基础(第四版)司乃钧 思考题与作业题参考答案
切削热传散到工件上，可使工件产生热变形，影响尺寸和几何精度，传散到刀具上将使切 削部分温度升高，加快刀具磨损。
19．刀具磨损形式有哪几种？刀具耐用度的含义和作用是什么？用什么措施保证规定的刀 具耐用度？
后刀面磨损、前刀面磨损和前后刀面同时磨损。 刀具两次刃磨之间允许进行的总切削时间，称为刀具耐用度，用 T（分）表示。生产中不 能经常去测量后刀面的磨损值来判断刀具是否达到了磨损限度，这很不方便。用允许进行切削 总时间来判断刀具磨损限度的标准，既方便又科学合理。主要用调整切削用量，特别是限制切 削速度，调整刀具角度，使用切削液等措施来保证规定的刀具耐用度。 20．零件的加工质量包括哪些内容？举例说明。对高精度零件，能否选用 Ra 值大些的表 面粗糙度？为什么？有没有表面粗糙度值小而精度低的零件？若有，试举 2～3 例。 含加工精度和表面质量。表面质量含粗糙度、变形强化、残留应力的大小和性质、全相组 织。加工精度包括尺寸精度和几何精度。 零件精度高，Ra 值一定小，否则大的 Ra 值会影响零件尺寸和几何精度，以及配合性质的 稳定性和耐腐蚀。 有粗糙值小，但精度低的零件，例如机床操纵手柄，要求表面光滑，但尺寸精度和几何精 度低，还有一些电镀的零件等。 21．试述表面粗糙度的选用原则及其测量方法。试说明表面粗糙度对零件质量的影响。 上列情况应选用 Ra 值小的粗糙度： 摩擦面、速度高、单位面积压力大、承受变载荷的表面，以及圆角、沟槽处，配合性质要 求稳定可靠，公差等级和几何精度要求高的表面，有防腐、密封、装饰要求的表面。 尺寸公差、几何公差越小，粗糙度值越小。 生产中常用粗糙度标准样块与被测表面进行比较进行测量。也可用目测或抚摸、指甲划动 来判断粗糙度值大小。当要求测量小于 Ra 0.1μm 的粗糙度值时，需用粗糙度检测仪器、仪表 进行测量。 粗糙度值大小对零件耐磨性、疲劳强度、耐腐蚀性、配合性质和密封性、美观均有影响。 通常这些性能要求越高，Ra 值应越小。 22．何谓技术经济效果？切削加工的技术经济指标主要有哪几个？ 技术经济效益是指在实现技术方案时，输出的使用价值或效益与输入的劳动耗费之间的比 值。使用价值是指生产中创造出的劳动成果，含数量和质量两个方面因素；劳动耗费是指生产 中消耗与占用的劳动量、材料、动力、工具和设备等，这些以货币形式表示，称为费用消耗。 影响切削加工技术经济效益的因素较多，很复杂，主要是加工质量、生产率和生产成本。 23．提高生产率的途径有哪些？粗、精加工时选择切削用量的原则是什么？切削用量的选 择与提高生产率有何关系？ 缩短基本工艺时间，例如合理选用刀材、刀具角度和切削液，提高刃磨质量，采用先进、 高效、自动化、大功率、刚性好的设备等。
车削加工切屑形状分析及合理断屑方法
车削加工切屑形状分析及合理断屑方法摘要：车削加工过程中产生连续不断的带状切屑，不仅容易划伤工件的加工表面、损坏刀刃，严重时还会影响安全生产。
本文探讨通过采取一定的工艺方法来改变切削加工的条件，从而改变切屑种类实现有效断屑的方法。
关键词：车削加工？切削形状？分析？断屑？方法一、切屑形状分析在切削时由于材料塑性变形程度的不同，就会产生不同形状的切屑。
加工塑性材料时，主要形成带状切屑、节状切屑或粒状切屑；加工脆性材料时，一般形成崩碎状切屑。
带状切屑是一种连续不断的、底面光滑且背面呈毛刺状的切屑，当采用具有较大前角的刀具以较高的切削速度加工塑性金属材料时，易产生这种切屑。
它是切削层未充分变形的产物。
在产生带状切屑时，由于切削过程比较平稳，工件已加工表面粗糙度较小，使切屑不易折断，这样往往会引起缠绕，因此拉毛工件，甚至影响车削。
节状切屑是一种底面光滑、背面有明显裂纹且裂纹较深的切屑。
当采用具有减小前角的刀具，以较低的切削速度加工塑性金属材料时，易产生这种切屑。
它是切屑层较为充分变形的产物，已达到剪裂程度。
在产生节状切屑时，切屑工作不平稳，工件已加工表面粗糙度较大。
粒状切屑是一种均匀的颗粒状切屑。
当使用具有较小前角的刀具，以很低的切削速度加工塑性金属材料时，易产生这种切屑。
它是切削层充分变形的产物，其材料已产生剪切破坏，已使切屑沿厚度断裂。
在产生粒状切屑时，切削工作不平稳，工件已加工表面粗糙度大。
崩碎状切屑是一种不规则的细粒状切屑。
它是在切削脆性材料时，切削层弹性变形，几乎不经过塑性变形阶段，经突然崩裂而产生的切屑。
在产生崩碎状切屑时，切削工作不稳定，刀刃受到较大的冲击力，工件已加工表面粗糙不平。
切屑的形状随工件材料和切削条件的不同而不同。
因此，在加工过程中，我们可以通过观察切屑的形状来判断切屑条件是否合适，也可以通过转化切削条件改变切屑的形状，改进加工方法。
二、断屑方法切屑断与不断的根本原因在于切屑形成过程中材料的变形和所受应力的大小。
机械制造技术基础试卷解析
一、判断1.加工过程是由各工序组成。
√2.刀具的前角，是几面与前刀面的夹角。
√3.机群式布置适合中、小批量单件加工。
√4.切削宽度决定刀刃长度。
×5.大平面限制零件四个自由度。
×6.切削速度与主切削力成正比。
×7.刀具材料YT15一般用来加工铸铁。
×8.车削长轴时，径向力对工件变形影响最小。
×9.精磨属于光整加工阶段。
×10.受迫振动频率接近于激振频率。
√11.对某一零件加工过程中更换机床构成工序。
√12.成组加工分组是根据零件的相似性。
√13.机床流水线布置用于大批量生产。
√14.切削厚度是切削层的重要参数。
√15.短圆柱销圆柱面限制零件四个自由度。
×16.与切削速度垂直的参考面是正交平面（基面）。
×17.刀具YG8用来加工铸铁。
√18.自激振动的频率接近于激振频率。
×二、填空1.制造系统主要由：经营管理子系统、市场与销售子系统、研究与开发子系统、工程设计子系统、生产管理子系统、采购供应子系统、质量控制子系统、财务子系统、人事子系统、车间制造子系统组成。
2.敏捷制造系统主要特征是：虚拟公司、大范围的通信基础结构、模块化柔性化产品设计方法、模块化柔性制造系统、有知识有技术的人、给予人物的组织与管理。
3.生产系统输入的生产要素包括：物料、生产资料、劳动力、资金、生产信息。
4.精良生产原则是：消除浪费、完美质量、柔性制造、不断改进。
5.切削工艺的参数有：工艺参数（包括切削速度、进给量、切削深度、（铣削深度））、切削层参数（切削厚度、切削宽度）。
6.IT7级轴的加工方法有：精车、半精磨、滚压、精磨。
7.IT7级孔的加工方法有：精铰、精镗、精磨、金刚镗、精拉。
8.IT7级面的加工方法有：精铣、半精磨、精刨、精拉。
9.刀具磨损的原因有：磨粒磨损、粘接磨损、化学磨损、相面磨损、扩散磨损。
10.刀具角度坐标系的坐标面有：基面、切削平面、正交平面。
切屑的类型及控制
第三节 切削的类型及控制
1.切削的类型 2. 切削类型控制
第三节 切屑的类型及控制
1. 切屑的 切屑的类型及控制
第三节 切屑的类型及控制
1. 切屑的类型
由于工件材料不同、切削条件各异，切削过程中生成 的切削形状是多种多样的。切削的形状有：带状、节状、粒 状和崩碎四种类型。
第三节 切屑的类型及控制
4）崩碎切屑：从切削过程来看，切屑在破裂前变形很小，和 塑性材料的切屑形成机理也不同。它的脆断主要是由于材料所 受应力超过了它的抗拉极限。加工脆硬材料，如高硅铸铁、白 口铁、黄铜等，特别是当切削厚度较大时常得到这种切屑。
由于它的切削过程很不平稳，易破坏刀具、损坏机床、已 加工表面粗糙，生产中应力求避免。其方法是减小切削厚度， 使切屑成针状或片状；同时适当提高切削速度，以增加工件材 料的塑性。
第二章 金属切削过程
第三节 切削的类型及控制
1.切削的类型 2. 切削类型控制
第三节 切屑的类型及控制
2. 切屑类型控制
在现行切削加工中，切削速度与金属切除率达到了很高的 水平，切削条件很恶劣，常常产生大量“不可接受”的切屑。
所谓切屑控制（又称切屑处理，工厂中一般简称为“断 屑”），是指在切削加工中采取适当的措施来控制切屑的卷曲、 流出与折断，使形成“可接受”的良好屑形。
在实际加工中，应用最广的切屑控制方法就是在前刀面上 磨制出断屑槽、改变刀具角度、调整切削用量或使用压块式断 屑器。
第三节 切屑的类型及控制
在实际加工中，应用最广的切屑控制方法就是在前刀面上磨制出 断屑槽、改变刀具角度、调整切削用量或使用压块式断屑器。
1) 制出断屑槽
第三节 切屑的类型及控制
第三节 切屑的类型及控制
数控车床断屑的方法【秘籍】
在过程中，当加工产生连绵不断的带状切屑时，不仅容易划伤工件加工表面和损坏刀刃，严重时还会威胁到操作者的安全，所以采取必要的工艺措施，控制屑型和断屑一直是机械加工行业中极为重要的工艺问题。
由于切屑是切屑层变形的产物，所以，改变切削加工条件是改变切屑种类、实现断屑的有效途径，而影响切屑加工条件的因素主要包括工件材料、刀具几何角度及切屑用量等。
一般切屑需要满足以下几个基本条件：切屑不得缠绕在刀具、工件及其相邻的工具、装备上；切屑不得飞溅，以保证操作者与观察者的安全；精加工时，切屑不可划伤工件的已加工表面，影响已加工表面的质量；保证刀具预定的耐用度，不能过早磨损并竭力防止其破损；切屑流出时，不妨碍切削液的喷注；切屑不会划伤机床导轨或其他部件等。
一、切屑形状的分类由于塑性变形程度的不同，可能会产生不同种类的切屑，如图1所示。
加工塑性材料时，主要形成带状切屑、节状切屑或粒状切屑，加工脆性材料时，一般形成崩碎状切屑。
1、带状切屑：带状切屑是一种连绵不断的，底面光滑，背面呈毛绒状的切屑，如图1—1a所示。
当采用较大前角的刀具，以较高的切削速度加工塑性金属材料时，容易产生这种切屑。
它是切削层不充分变形的产物。
产生带状切屑时，切削过程平稳，工件表面粗糙度较小，但切屑不易折断，往往引起缠绕，拉毛工件，甚至影响操作，所以不能忽视它的断屑问题。
2、节状切屑：节状切屑是一种底面光滑，背面有明显裂纹，且裂纹较深的切屑，如图1—1b所示。
当采用减小前角的刀具，以较低的切削速度加工塑性材料时，容易产生这种切屑。
它是切屑层较充分变形的产物，已达到了剪裂程度，产生节状切屑时，切屑工作不平稳，工件表面粗糙度较大。
3、粒状切屑：粒状切屑是一种均匀的颗粒状切屑，如图1—1c所示。
当采用小前角刀具，以很低的切削速度加工塑性金属材料时，容易产生这种切屑。
它是切削层充分变形的产物，达到了材料产生剪切破坏，使切屑沿厚度断裂的程度，产生粒状切屑时，切削工作不平稳，工件表面粗糙度较大。
机械制造问答题名词解释
考试简答题一览（考试时出4个，共20分）1.什么是生产过程、工艺过程和工艺规程？答：机械产品的生产过程是指将原材料转变为成品的所有劳动过程。
工艺过程是指改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为半成品或成品的过程。
机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件，是机械制造企业工艺技术人员的一项主要工作内容。
2.什么是工序、工位、工步和走刀？试举例说明。
答：在一个工作地点对同一个或同时对几个工件进行加工所连续完成的那部分工艺过程，称之为工序；为了完成一定的工序内容，一次安装工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位；加工表面不变、切削刀具不变、切削用量中的进给量和切削速度基本保持不变的情况下所连续完成的那部分工序内容，称为工步；在一个工步中，若需切去的金属层很厚，则可分为几次切削。
则每进行一次切削就是一次走刀。
3.什么是安装？什么是装夹？它们有什么区别？答：将工件在机床或夹具中每定位、夹紧一次所完成的那一部分工序内容称为安装；工件在加工前，在机床或夹具上先占据一正确位置（定位），然后再夹紧的过程称为装夹。
其区别在于：安装是通过可靠的机械连接方式，将零件或部件安装到指定位置（像：螺栓连接，过盈，铆接，电焊等）。
装夹是通过加紧机构，通过装夹力转换为摩擦力的形式夹紧工件。
4.单件生产、成批生产、大量生产各有哪些工艺特征？答：单件生产的基本特点是：生产的产品种类繁多，每种产品的产量很少，而且很少重复生产。
例如重型机械产品制造和新产品试制等都属于单件生产；成批生产的基本特点是：分批地生产相同的产品，生产呈周期性重复。
如机床制造、电机制造等属于成批生产。
成批生产又可按其批量大小分为小批生产、中批生产、大批生产三种类型。
其中，小批生产和大批生产的工艺特点分别与单件生产和大量生产的工艺特点类似，中批生产的工艺特点介于小批生产和大批生产之间；大量生产的基本特点是：产量大、品种少，大多数工作地长期重复地进行某个零件的某一道工序的加工。
金属工艺学第一章 金属切削基础知识
主要的影响因素
切削速度 （切中碳钢） <5m/min不产生 5~50m/min形成
控 制 措 降低塑性 施
(正火、调质)
>100 m/min不形成 选用低速或高速
冷却润滑条件
300~500oC最易产 生 >500oC趋于消失
选用切削液
第三节 金属切削过程
三、切削力与切削功率
1、切削力的构成与分解
切削力的来源
热处理变形 不需要
用途
各种刀片
1200
（12~14）
高硬度钢材 精加工
人造金刚石
HV10000 (硬质合金为 HV1300~1800)
700~800
不宜加工钢铁材 料
第二节 刀具材料及刀具构造
三、刀具角度
各种刀具的切削部分形状
第二节 刀具材料及刀具构造
二、刀具角度
1、车刀切削部分的组成
三面
两刃 一尖
（2）作用 ①冷却 ②润滑
第三节 金属切削过程
五、刀具磨损和刀具耐用度
1、刀具磨损形式
（1）前刀面磨损 （2）后刀面磨损 (通常以后刀面磨损值VB表示刀具磨损程度) （3）前后刀面同时磨损
2、刀具磨损过程：
前面磨损、后面磨损、前后面同时磨损 。 刀具磨损过程： 初期磨损阶段、正常磨损阶段、急剧磨损阶段
刀尖高低对刀具工作角度的影响
车刀刀杆安装偏斜对刀具角度的影响
② 进给运动的影响
第二节 刀具材料及刀具构造
三、刀具结构
刀具的结构形式很多，有整体式、焊接式、机夹 不重磨式等。
目前一般整体式的多为高速钢车刀，其结构简单， 制造、使用都方便。而对于贵重刀具材料，如硬质合 金等，可采用焊接式或机夹不重磨式。焊接式车刀结 构简单、紧凑、刚性好，可磨出各种所需角度，应用 广泛。
切 屑
O
180°－σ
δBn γo
lBn γo Rn
γo Rn lBn A γo E
C
折线形
直线圆弧形
全圆弧形
槽的宽度lBn、圆弧半径rBn减小和反屑角δBn增 大，都能使切屑卷曲变形增大，使切屑易折断。但
槽的宽度lBn、圆弧半径rBn太小或反屑角δBn太大， 会造成切屑堵塞，排屑不畅。
机械制造技术
切屑
一、切屑的种类
常见的有带状切屑、节状切屑、粒状切屑和 崩碎切屑四种 ，如下图所示。
带状切屑
节状切屑
粒状切屑
崩碎切屑
1．带状切屑
带状切屑是在切削厚度较小、切削速度较高、 刀具前角较大时得到的一种切屑。带状切屑内表 面由于与前刀面的挤压摩擦而较光滑，外表面呈 毛茸状。
出现带状切屑时，切削力波动小，切削过程 平稳，已加工表面粗糙度较小。
前角γo减小，切削变形变大，也易于断屑。 刃倾角λs能控制切屑的流向。λs为正值时，切屑 卷曲后碰到待加工表面或刀具折断，形成螺旋状切
屑，λs为负值时，切屑卷曲后碰到已加工表面折断 形成C形切屑。
（3）切削用量
切削用量对断屑都有不同程度的影响。 提高切削速度vc，易形成长带状切屑，不易断 屑。 增大进给量f，切屑卷曲应力增大，容易断屑。
槽的宽度lBn一般根据工件材料和切削用量来 决定。例如，切削中碳钢时，lBn＝10f；切削合金 钢时，lBn＝7f。
一般来说，圆弧半径rBn＝（0.4～0.7）lBn，反 屑角δBn＝50°～70°。
（2）刀具角度
刀具角度中的主偏角 r、前角γo和刃倾角λs对 断屑影响最明显。
主偏角 r 增大，切削厚度变大，易于断屑。
作业简答——精选推荐
作业简答1.铸件凝固⽅式依照什么来划分？哪些合⾦倾向于逐层凝固？在铸件化学成分已定的前提下铸件的凝固⽅式是否还能加以改变。
通常根据液固两相区的宽窄将铸件的凝固⽅式划分为逐层凝固⽅式，糊状凝固⽅式和中间凝固⽅式。
常见合⾦如灰铸铁、低碳钢、⼯业纯铜、⼯业纯铝、共晶铝硅合⾦及某些黄铜都属于逐层凝固的合⾦。
可以改变果改变结晶时的温度梯度，其凝固⽅式也可以改变。
2.铸件合⾦的收缩可分为哪三个阶段？缩孔缩松铸造应⼒及铸件变形各在哪个收缩阶段内形成？他们对铸件的质量各有何影响？①液态收缩：⾦属在液态时由于温度的降低⽽发⽣的体积收缩②凝固收缩：熔融⾦属在凝固阶段的体积收缩③固态收缩：⾦属在固态由于温度降低⽽发⽣的体积收缩（铸件变形）缩孔和缩松在液态凝固阶段形成危害：缩孔和缩松的形成，降低了铸件的⼒学性能和⽓密性，严重时可能使铸件成为废品铸件在凝固和冷却过程中，不同部位由于不均衡的收缩⽽引起的应⼒铸造应⼒是使铸件产⽣变形和裂纹的主要原因，它降低铸件的使⽤性能，严重影响铸件的质量3.什么是定向凝固原则？什么是同时凝固原则？各需采⽤什么措施来实现？它们各适⽤于哪些场合？定向凝固是使铸件按规定的⽅向从⼀部分到另⼀部分逐渐凝固的过程。
实现定向凝固的措施是：设置冒⼝；合理使⽤冷铁。
它⼴泛应⽤于收缩⼤或壁厚差较⼤的易产⽣缩孔的铸件，如铸钢、⾼强度铸铁和可锻铸铁等。
同时凝固原则：铸件相邻各部位或铸件各处凝固开始及结束的时间相同或相近，甚⾄是同时完成凝固过程。
实现同时凝固的措施是，将浇⼝开在铸件的薄壁处，在厚壁处可放置冷铁以加快其冷却速度。
适⽤于凝固温度范围宽的合⾦且⽓密性要求不⾼的铸件4试分析图所⽰铸件热应⼒的形成过程，说出上下两部分的应⼒性质，并⽤虚线表⽰出铸件可能的变形⽅向结构不对称、壁厚不均匀、冷却速度不⼀致，在厚壁的部分受拉应⼒，薄的部分受压应⼒。
5铸造时，⾦属凝固温度范围的宽窄对铸件质量有何影响？为什么？⾦属凝固温度范围的宽窄表⽰的是⾦属处于结晶过程中时，其固液两相共存的温度范围。
任务1金属切削和一般规律.
任务1：金属切削和一般规律1.1.1 切削运动和工件上的加工表面在金属切削加工过程中，数控机床的运动主要包括金属切削运动和辅助运动。
1．金属切削运动金属切削加工就是用金属切削把工件毛坯上余量（预留的金属材料）切除，获得图样所要求的零件。
在切削过程中，刀具和工件之间必须有相对运动，这种相对运动就称为切削运动。
切削运动是由金属切削机床通过两种运动单元组合而成的，其—是产生切削力的运动，其二是保证了切削工作连续进行的运动，按照它们在切削过程中所起的作用，通常分主运动和进给运动。
1）主运动主运动是由机床提供的主要运动，它使刀具和工件之间产生相对运动，从而使刀具接近工件并切除切削层。
主运动只有一个，可以是旋转运动，如车削时工件的旋转运动（图1-1），铣削时铣刀的旋转运动；也可以是直线运动，如刨削时刀具或工件的往复直线运动。
其特点是切削速度（v c）最高，消耗的机床功率也最图1-1 切削运动和工件表面大。
2）进给运动进给运动是由机床提供的使刀具与工件之间产生附加的相对运动，加上主运动即可不断地或连续地切除切削层，并得出具有所需几何特性的已加工表面。
进给运动可以是连续的运动，如车削外圆时车刀平行于工件轴线的纵向运动（图1-1）；也可以是间断运动，如刨削时刀具的横向运动。
其特点是消耗的功率比主运动小得多。
进给运动可以是一个，也可以有多个或没有。
3）合成切削运动当主运动和进给运动同时进行时，由主运动和进给运动合成的运动称为合成切削运动。
刀具切削刃上选定点相对工件的瞬时合成运动方向称为合成切削运动方向，其速度称为合成切削速度，该速度方向与过渡表面相切，如图1-1所示。
合成切削速度v e等于主运动速度v c和进给运动速度v f的矢量和，即：v e=v c+v f（1.1）2．加工中的工件表面在金属切削加工过程中，工件上多余的材料不断地被刀具切除而转变为切屑，与此同时，工件在切削过程中形成了三个不断变化着的表面（图1-1），分别如下：1) 待加工表面 工件上有待切除切削层的表面称为待加工表面。
切屑形成特点
①车削塑性材料
粒状
②切削速度低
F
③切削厚度大
④刀具前角小
3）特点
3、粒状切屑
①切削平稳性较差
②切削力大
粒状
③已加工表面粗糙度较差
F
④安全性较差(切屑飞溅)
4、崩碎切屑
1）特征：切屑呈不规则的碎块粉末状。
碎块粉末状
2）形成条件
F
车削材料为脆性材料，如铸铁、铸铜等。
3）特点 ①切削平稳性差（切屑经弹性变形后进入断裂极限） ②切削力、切削热集中在刀刃附近，车刀易磨损（后刀面）和崩刃
2、节状切屑
1）特征：外表面呈锯齿状，内表面有裂纹，切屑的变形较大.
2）形成条件 ①车削塑性材料 ②切削速度较低 ③切削厚度较大 ④刀具前角较小
锯齿状
裂纹
F
2、节状切屑
3）特点
①切削较平稳
锯齿状
②切削力较大
③已加工表面粗糙度较好
④安全性好(断屑)
裂纹
F
3、粒状切屑
1）特征：切屑呈粒状，一粒一粒，一片一片。 2）形成条件
课堂讨论 1
1、试分析在以下情况下可能会产生哪种切屑？ 工件为塑性材料，切削速度大，切削厚度小，车刀前角大。
（答案：带状切屑）
课堂讨论 2
2、试分析在以下情况下可能会产生哪种切屑？ 工件为塑性材料，切削速度大，切削厚度较大，车刀前角较大。
（答案：带状切屑或节状切屑）
课堂讨论 3
3、试分析在以下情况下可能会产生哪种切屑？ 工件为脆性材料，切削速度较小，切削厚度较大，车刀前角较小
切屑的形成条件及特点
切屑的种类、形成条件及特点
1、带状切屑
1）特征： 内表面光滑，外表面呈毛茸状，切屑的变形小.
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（3）粒状切屑 又称单 元切屑。在切屑形成过程中， 如剪切面上的剪切应力超过 了材料的断裂强度，切屑单 元从被切材料上脱落，形成 粒状切屑。
（4）崩碎切屑 加工脆 性材料，切削厚度越大越易 得到这类切屑。
二、切屑的控制
采取以下措施对切屑实施控制。 （1）采用断屑槽 通过设置断屑槽对流 动中的切屑施加一定的约束力，使切屑应 变增大，切屑卷曲半径减小。
断屑槽截面形状
折线形
直线圆弧形
全圆弧形
Hale Waihona Puke （2）改变刀具角度 增大刀具主偏角 r ，切
削厚度变大，有利于断屑。减小刀具前角 可使 o
切制屑切变屑形的加流大向，，切s屑为易正于值折时断，。切刃屑倾常角卷曲s 后可碰以到控 后刀面折断形成C形屑或自然流出形成螺卷屑。 s
为负值时，切屑常卷曲后碰到已加工表面折断成 C形屑或6字形屑。
一、切屑的类型
（1）带状切屑 它的内 表面是光滑的，外表面呈毛 茸状。加工塑性金属时，在 切削厚度较小、切削速度较 高、刀具前角较大的工况条 件下常形成此类切屑。
（2）节状切屑 又称挤 裂切屑。它的外表面呈锯齿 形，内表面有时有裂纹。在 切削速度较低、切削厚度较 大、刀具前角较小时常产生 此类切屑。