金属切削原理与机床第三章 金属切削过程的基本理论
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➢而切削层长度lc与切屑长
度lch之比称为长度变形系数， 用ξl表示，ξl=lc/lch 。
➢变形系数越大,切屑越厚
越短,切削变形越大。
剪切角:剪切角是出自金属切削层产生剪切
滑移的一个特定参数。
• φ=45º-β+γ0 • β——刀和屑界面的摩擦角（º）；tanβ=μ；
• μ为刀和屑界面的摩擦系数。当刀和 屑界面出现粘结和滞留层时，μ值（内磨 擦）比一般外摩擦时大得多。
➢主偏角的影响：Kr ↑ → Fp ↓, Ff ↑
负倒棱的影响
主偏角对切削力的影响
Fy＝Fxycosκr； Fx＝Fxysinκr
当主偏角κr加大时，Fy减小，Fx加大。
刃倾角对切削力的影响
后刀面磨损对切削力的影响
刀具材料对切削力的影响
• 刀具材料对切削力影响很小，但由于不同的 刀具材料与工件材料之间的摩擦系数不同，因 而是对切削力也有一定的影响，如YT类硬质合 金切削钢料时的Fx比高速钢刀具约降低5%—10%； YG类硬质合金刀具和高速钢刀具在切削铸铁时 的切削力基本相同。因为刀具材料与工件材料 之间的亲和性影响其间的摩擦，所以直接影响 到切削力的大小。对于加工同一种材料，切削 用量相同的情况下，刀具材料对切削力的影响 一般按立方碳化硼（CBN）刀具、陶瓷刀具、涂 层刀具、硬质合金刀具、高速钢刀具的顺序， 切削力依次增大。
切削速度对摩擦系数的影响
切削速度对变形系数的影响
进给量对变形系数的影响
前角对变形系数的影响
前角对摩擦系数的影响
（二）切屑的类型
➢带状切屑
外形特征：它的内表面是光滑的，外表面是毛茸 茸的。 形成条件：用大前角的刀具、较高的切削速度和 较小的进给量，切削塑性材料 优点：切削过程平稳，切削力波动较小，已加工 表面粗糙度较小。 缺点：切屑连续不断，不太安全或可能擦伤已加 工表面，因此要采取断屑措施。
面上，增大表面粗糙度和导致刀具磨损。
在精加工时应尽可能避免积屑瘤的产生。
（四）抑制或消除积屑瘤的措施
➢ 采用低速或高速切削，由于切削速度是通过切削温度
影响积屑瘤的，以切削45钢为例，在低速vc＜3m/min 和较高速度vc≥60m/min范围内，摩擦系数都较小，故
不易形成积屑瘤；
➢ 采用高润滑性的切削液，使摩擦和粘结减少； ➢ 适当减少进给量、增大刀具前角、减小切削变形； ➢ 适当的热处理来提高工件材料的硬度、降低塑性、减
影响前刀面摩擦系数的主要因素
• 工件材料 • 切削厚度 • 刀具前角 • 切削速度 • 上述四个因素是影响前刀面摩擦系数
的主要因素。
切削厚度
• 切削厚度ac增加时，μ也略为下 降，如10钢的ac从0.1mm增大到 0.18mm，μ从0.74降至0.72。因为ac 增加后正应力也随之增大。在一般 切削速度范围内，前角γ0愈大，则μ 值愈大。因为随着γ0增大，正应力 减小，故μ增加。
通常将合力F分
2.切削力的分解
切削力Fz(Fc)
解为相互垂直的三个
分力：切削力 Fc 、 进给力 Ff 、背向力 Fp 。
总切削力在主运动方向的分力，
大小约占总切削力的80%～
背向力 Fy（Fp）
90% 。Fc消耗的功率最多，约 占总功率的90%左右，是计算
机床切削功率、选配机床电机、
校核机床主轴、设计机床部件
总切削力在垂直于工作 平面方向的分力，Fp不
及计算刀具强度等必不可少的 参数。
消耗功率。但容易使工 件变形，甚至可能产生
进给力Fx (Ff)
振动，影响工件的加工 精度。是进行加工精度 分析、计算工艺系统刚 度以及分析工艺系统振 动时，所必须的参数。
总切削力在进给方向的分力 ，进给力也作功，但只占总 功的1%～5%。是设计、校核 机床进给机构，计算机床进 给功率不可缺少的参数
3．切削功率
➢计算切削功率(cutting power) Pc是用于核算加工成本
和计算能量消耗，并在设计机床时根据它来选择机床主 电动机功率。
➢主运动消耗的切削功率 Pc＝Fcυc/60×10-3 （kW） ➢机床电机功率 PE =Pc／ηm（ηm＝0.75～0. 85）。
4.单位切削力
• 单位切削力指的是单位切削面积上的主 切削力，用p表示： N/mm2
• 金属切削是用刀具从工件表面上切去多余 的金属，形成已加工表面的过程,也是工件的切 削层在刀具前面挤压下产生塑性变形,形成切屑 被切下来的过程。
• 切削过程中的许多物理现象，如切削力、 切削热、刀具磨损等，都与金属的变形及其变 化规律有密切的关系，研究切削过程对保证加 工质量、提高生产率、降低成本和促进切削加 工技术的发展，有着十分重要的意义。
• (3)周围介质。
• (4)切屑与刀具的接触时间
• 车削加工时，50%-86%由切屑带走，40%-10% 由车刀传出，9%-3%传入工件，1%传入介质（空
气）。切削速度越高或切削厚度越大，则切屑带
走的热量越多。
•
钻削加工时，28%由切屑带走，14.5%传给
刀具，52.5%传入工件，5%传给周围介质。
时，切削力无明显变化。
➢在切削脆性金属工件材料时，因塑性变形很小，刀
屑界面上的摩擦也很小，所以切削速度υc 对切削力Fc 无明显的影响。
➢在实际生产中，如果刀具材料和机床性能许可，采
用高速切削，既能提高生产效率，又能减小切削力。
3. 刀具几何参数
➢前角的影响: γo↑ →切削变形↓→切削
力↓。（塑性材料）
Q=Q弹+Q塑+Q前+Q后 Q=Q屑+Q工+Q刀+Q介
切削热向切屑、工件、刀具以及周围的介 质传导，使它们的温度上升，从而导致切 削区内的切削温度(cutting temperatures) 上升。
用高速钢车刀及与之相适应的切削速度切削 钢料时，切削热传出的比例是：切屑传出的 热约为50%～86%；工件传出的热约为40%～ 10%；刀具传出的热约为9%～3%；周围介质 传出的热约为1%。
1.切削温度的计算 • （1）每秒产生的切削热计算
q＝ Fzv (J/s); 式中:q——每秒钟产生的切削 热 Fz——主切削力（N）;
v——切削速度（m/s）。
单位切削热计算
2. 切削热的分布
2. 切削热的分布
二、影响切削热传导的主要因素
• (1)工件材料的导热性能
• (2)刀具材料的导热性能
（二）积屑瘤的形成原因
当切屑沿刀具的前刀面流出时，在一定的温度与压力作 用下，与前刀面接触的切屑底层受到很大的摩擦阻力，致使 这一层金属的流出速度减慢，形成一层很薄的“滞流层”。 当前刀面对滞流层的摩擦阻力超过切屑材料的内部结合力时， 就会有一部分金属粘结或冷焊在切削刃附近，形成积屑瘤。
（三）积屑瘤对起削过程的影响
❖积屑瘤的硬度比工件材料的硬度高，能代替
切削刃进行切削，起到保护切削刃的作用。
❖使实际前角增大，切削轻快。
因此，粗加工时可利用积屑瘤。
❖积屑瘤的顶端伸出切削刃之外，而且在不断
地产生和脱落，使切削层公称厚度不断变化，影 响尺寸精度。
❖此外，还会导致切削力的变化，引起振动， ❖并会有一些积屑瘤碎片粘附在工件已加工表
小加工硬化倾向。
第三节 切削力
切削过程中，刀具 施加于工件使工件材料 产生变形，并使多余材 料变为切屑所需的力， 称为切削力(cutting force) 。
一、切削力的来源、切削合力及分力、切削功率
1. 切削力的来源
切削力来自于金属切削过程中克服 被加工材料的弹、塑性变形抗力和 刀具与工件及刀具与切屑之间摩擦 阻力。
重点是切削变形程度的表示方法、切削热的计算及影 响因素分析、切削力的影响因素、刀具磨损与破损的原因 和刀具耐用度的选择。
难点是切削力与切削热影响因素分析。
第三章 金属切削过程的基本理论
在金属切削过程(cutting process)中，始终存在着 刀具切削工件和工件材料抵抗切削的矛盾，从而产生 一系列物理现象，如切削变形、切削力、切削热与切 削温度以及有关刀具的磨损与刀具寿命、卷屑与断屑 等。
图3- 19 切削速度对切削力的影响
切削速度υc
➢切削速度在5～20m/min区域内增加时，积屑瘤高度
逐渐增加，切削力减小；
➢切削速度继续在20～35m/min范围内增加，积屑瘤逐
渐消失，切削力增加；
➢在切削速度大于35m/min时，由于切削温度上升，摩
擦系数减小，切削Biblioteka Baidu下降。一般切削速度超过90m/min
➢当刀具前角小、进给量大时易产生这种切屑， ➢产生崩碎切屑时，切削热和切削力都集中在主
切削刃和刀尖附近，刀具易崩刃、刀尖易磨损， 并容易产生振动，影响表面质量。
二、积屑瘤的形成及其对切削过程的影响
（一）什么是积屑瘤
在一定速度范围下，切削塑性金属材料形成带 状切屑时, 常在刀具前刀面靠近切削刃的部位粘结 一些工件材料, 形成一块硬度很高的楔块，称之为 积屑瘤，或称刀瘤。
金属切削层的变形和切屑
塑性金属切屑形成 过程四个阶段： 弹性变形、 塑性变形、 剪切滑移 切离过程。
切削塑性金属的三个变形区
第一变形区金属的滑移
刀刃钝圆情况下已加工表面的形成过程：
2. 变形系数ξ
➢切屑厚度hch与切削层的厚
度hD之比称为厚度变形系数， 用ξh 表示，ξh = hch/hD ；
切削液对切削力的影响
•
以冷却为主的水溶液对切削力影响
很小，而润滑性能强的切削油能较明显
地降低切削力，因其可降低摩擦和塑性
变形。
• 其他因素
• 刀具棱面：应选较小宽度,使Fy减小。
• 刀具圆弧半径：增大，切削变形、摩 擦增大，切削力增大。
• 刀具磨损：后刀面磨损增大，刀具变 钝，与工件挤压、摩擦增大，切削力增 大。
• 式中，Fz——主切削力（N）；
•
Ac——切削面积（mm2）；
•
ap——背吃刀量（mm）
•
f——进给量（mm）
5.切削力计算的经验公式
用单位切削力计算主切削力
• kC=Fc/AD=FC/(ap·f)=FC/(bD·hD) (3-12) • 式中 AD----切削面积（mm2）； • ap ----背吃刀量（mm）； • f -----进给量（mm/r）； • hD-----切削厚度（mm ）； • bD-----切削宽度（mm）。 • 已知单位切削 kc,求主切削力Fc • Fc=kc·ap·f=kc·hD·bD
4. 刀具磨损
5. 切削液
6. 刀具材料
刀具材料与被加工 材料间的摩擦系数，影响到 摩擦力的变化，直接影响着 切削力的变化。
第四节 切削热和切削温度
一、切削热的产生与传导
金属切削过程的三个变形区就是产生切削热 (cutting heat)的三个热源：
1)切屑变形所产生的热量，是切削热的主要来 源； 2)切屑与刀具前刀面之间的摩擦所产生的热量； 3)工件与刀具后刀面之间的摩擦所产生的热量。
研究、掌握并能灵活应用金属切削基本理论, 对有效控制切削过程、保证加工精度和表面质量， 提高切削效率、降低生产成本，合理改进、设计 刀具几何参数，减轻工人的劳动强度等有重要的 指导意义。
第一节 金属切削层的变形
一、切屑的形成过程及切屑类型
（一）切屑的形成过程
1.切削变形的力学本质
切削金属形成切 屑的过程是一个类似 于金属材料受挤压作 用，产生塑性变形进 而产生剪切滑移的变 形过程。
第三章 金属切削过程的基本理论
教学目的与要求: 通过本章的学习,掌握金属切削变形、切削力、切削
热和刀具的破损与磨损的原因和刀具耐用度的基本概念。 教学内容摘要：
本章主要介绍切削变形区、变形程度的表示方法、切 削热的产生与传出、计算、对切削加工的影响；切削力的 作用与影响因素；刀具磨损与破损的形态、磨损的原因和 刀具耐用度的选用。 教学重点与难点：
二、影响切削力的因素
1. 工件材料 2. 切削用量
•影响较大的因素主要是工件材 料的强度、硬度和塑性。
•材料的强度、硬度越高，则屈 服强度越高，切削力越大。
•在强度、硬度相近的情况下， 材料的塑性、韧性越大，则刀具
前面上的平均摩擦系数越大，切
削力也就越大。
进给量f和背吃刀量ap
进给量f和背吃刀量ap增加， 使切削力Fc增加。
➢挤裂(节状)切屑
外形特征：刀屑接触面有裂纹，外表面是锯齿形。
形成条件：采用较低的切削速度和较大的进给量，
刀具前角较小,粗加工中等硬度的钢材料
特点：切削力波动较大，工件表面较粗糙
➢崩碎切屑：在切削铸铁和黄铜等脆性材料时， 切削层金属发生弹性变形以后，一般不经过塑 性变形就突然崩落，形成不规则的碎块状屑片， 即为崩碎切屑。
度lch之比称为长度变形系数， 用ξl表示，ξl=lc/lch 。
➢变形系数越大,切屑越厚
越短,切削变形越大。
剪切角:剪切角是出自金属切削层产生剪切
滑移的一个特定参数。
• φ=45º-β+γ0 • β——刀和屑界面的摩擦角（º）；tanβ=μ；
• μ为刀和屑界面的摩擦系数。当刀和 屑界面出现粘结和滞留层时，μ值（内磨 擦）比一般外摩擦时大得多。
➢主偏角的影响：Kr ↑ → Fp ↓, Ff ↑
负倒棱的影响
主偏角对切削力的影响
Fy＝Fxycosκr； Fx＝Fxysinκr
当主偏角κr加大时，Fy减小，Fx加大。
刃倾角对切削力的影响
后刀面磨损对切削力的影响
刀具材料对切削力的影响
• 刀具材料对切削力影响很小，但由于不同的 刀具材料与工件材料之间的摩擦系数不同，因 而是对切削力也有一定的影响，如YT类硬质合 金切削钢料时的Fx比高速钢刀具约降低5%—10%； YG类硬质合金刀具和高速钢刀具在切削铸铁时 的切削力基本相同。因为刀具材料与工件材料 之间的亲和性影响其间的摩擦，所以直接影响 到切削力的大小。对于加工同一种材料，切削 用量相同的情况下，刀具材料对切削力的影响 一般按立方碳化硼（CBN）刀具、陶瓷刀具、涂 层刀具、硬质合金刀具、高速钢刀具的顺序， 切削力依次增大。
切削速度对摩擦系数的影响
切削速度对变形系数的影响
进给量对变形系数的影响
前角对变形系数的影响
前角对摩擦系数的影响
（二）切屑的类型
➢带状切屑
外形特征：它的内表面是光滑的，外表面是毛茸 茸的。 形成条件：用大前角的刀具、较高的切削速度和 较小的进给量，切削塑性材料 优点：切削过程平稳，切削力波动较小，已加工 表面粗糙度较小。 缺点：切屑连续不断，不太安全或可能擦伤已加 工表面，因此要采取断屑措施。
面上，增大表面粗糙度和导致刀具磨损。
在精加工时应尽可能避免积屑瘤的产生。
（四）抑制或消除积屑瘤的措施
➢ 采用低速或高速切削，由于切削速度是通过切削温度
影响积屑瘤的，以切削45钢为例，在低速vc＜3m/min 和较高速度vc≥60m/min范围内，摩擦系数都较小，故
不易形成积屑瘤；
➢ 采用高润滑性的切削液，使摩擦和粘结减少； ➢ 适当减少进给量、增大刀具前角、减小切削变形； ➢ 适当的热处理来提高工件材料的硬度、降低塑性、减
影响前刀面摩擦系数的主要因素
• 工件材料 • 切削厚度 • 刀具前角 • 切削速度 • 上述四个因素是影响前刀面摩擦系数
的主要因素。
切削厚度
• 切削厚度ac增加时，μ也略为下 降，如10钢的ac从0.1mm增大到 0.18mm，μ从0.74降至0.72。因为ac 增加后正应力也随之增大。在一般 切削速度范围内，前角γ0愈大，则μ 值愈大。因为随着γ0增大，正应力 减小，故μ增加。
通常将合力F分
2.切削力的分解
切削力Fz(Fc)
解为相互垂直的三个
分力：切削力 Fc 、 进给力 Ff 、背向力 Fp 。
总切削力在主运动方向的分力，
大小约占总切削力的80%～
背向力 Fy（Fp）
90% 。Fc消耗的功率最多，约 占总功率的90%左右，是计算
机床切削功率、选配机床电机、
校核机床主轴、设计机床部件
总切削力在垂直于工作 平面方向的分力，Fp不
及计算刀具强度等必不可少的 参数。
消耗功率。但容易使工 件变形，甚至可能产生
进给力Fx (Ff)
振动，影响工件的加工 精度。是进行加工精度 分析、计算工艺系统刚 度以及分析工艺系统振 动时，所必须的参数。
总切削力在进给方向的分力 ，进给力也作功，但只占总 功的1%～5%。是设计、校核 机床进给机构，计算机床进 给功率不可缺少的参数
3．切削功率
➢计算切削功率(cutting power) Pc是用于核算加工成本
和计算能量消耗，并在设计机床时根据它来选择机床主 电动机功率。
➢主运动消耗的切削功率 Pc＝Fcυc/60×10-3 （kW） ➢机床电机功率 PE =Pc／ηm（ηm＝0.75～0. 85）。
4.单位切削力
• 单位切削力指的是单位切削面积上的主 切削力，用p表示： N/mm2
• 金属切削是用刀具从工件表面上切去多余 的金属，形成已加工表面的过程,也是工件的切 削层在刀具前面挤压下产生塑性变形,形成切屑 被切下来的过程。
• 切削过程中的许多物理现象，如切削力、 切削热、刀具磨损等，都与金属的变形及其变 化规律有密切的关系，研究切削过程对保证加 工质量、提高生产率、降低成本和促进切削加 工技术的发展，有着十分重要的意义。
• (3)周围介质。
• (4)切屑与刀具的接触时间
• 车削加工时，50%-86%由切屑带走，40%-10% 由车刀传出，9%-3%传入工件，1%传入介质（空
气）。切削速度越高或切削厚度越大，则切屑带
走的热量越多。
•
钻削加工时，28%由切屑带走，14.5%传给
刀具，52.5%传入工件，5%传给周围介质。
时，切削力无明显变化。
➢在切削脆性金属工件材料时，因塑性变形很小，刀
屑界面上的摩擦也很小，所以切削速度υc 对切削力Fc 无明显的影响。
➢在实际生产中，如果刀具材料和机床性能许可，采
用高速切削，既能提高生产效率，又能减小切削力。
3. 刀具几何参数
➢前角的影响: γo↑ →切削变形↓→切削
力↓。（塑性材料）
Q=Q弹+Q塑+Q前+Q后 Q=Q屑+Q工+Q刀+Q介
切削热向切屑、工件、刀具以及周围的介 质传导，使它们的温度上升，从而导致切 削区内的切削温度(cutting temperatures) 上升。
用高速钢车刀及与之相适应的切削速度切削 钢料时，切削热传出的比例是：切屑传出的 热约为50%～86%；工件传出的热约为40%～ 10%；刀具传出的热约为9%～3%；周围介质 传出的热约为1%。
1.切削温度的计算 • （1）每秒产生的切削热计算
q＝ Fzv (J/s); 式中:q——每秒钟产生的切削 热 Fz——主切削力（N）;
v——切削速度（m/s）。
单位切削热计算
2. 切削热的分布
2. 切削热的分布
二、影响切削热传导的主要因素
• (1)工件材料的导热性能
• (2)刀具材料的导热性能
（二）积屑瘤的形成原因
当切屑沿刀具的前刀面流出时，在一定的温度与压力作 用下，与前刀面接触的切屑底层受到很大的摩擦阻力，致使 这一层金属的流出速度减慢，形成一层很薄的“滞流层”。 当前刀面对滞流层的摩擦阻力超过切屑材料的内部结合力时， 就会有一部分金属粘结或冷焊在切削刃附近，形成积屑瘤。
（三）积屑瘤对起削过程的影响
❖积屑瘤的硬度比工件材料的硬度高，能代替
切削刃进行切削，起到保护切削刃的作用。
❖使实际前角增大，切削轻快。
因此，粗加工时可利用积屑瘤。
❖积屑瘤的顶端伸出切削刃之外，而且在不断
地产生和脱落，使切削层公称厚度不断变化，影 响尺寸精度。
❖此外，还会导致切削力的变化，引起振动， ❖并会有一些积屑瘤碎片粘附在工件已加工表
小加工硬化倾向。
第三节 切削力
切削过程中，刀具 施加于工件使工件材料 产生变形，并使多余材 料变为切屑所需的力， 称为切削力(cutting force) 。
一、切削力的来源、切削合力及分力、切削功率
1. 切削力的来源
切削力来自于金属切削过程中克服 被加工材料的弹、塑性变形抗力和 刀具与工件及刀具与切屑之间摩擦 阻力。
重点是切削变形程度的表示方法、切削热的计算及影 响因素分析、切削力的影响因素、刀具磨损与破损的原因 和刀具耐用度的选择。
难点是切削力与切削热影响因素分析。
第三章 金属切削过程的基本理论
在金属切削过程(cutting process)中，始终存在着 刀具切削工件和工件材料抵抗切削的矛盾，从而产生 一系列物理现象，如切削变形、切削力、切削热与切 削温度以及有关刀具的磨损与刀具寿命、卷屑与断屑 等。
图3- 19 切削速度对切削力的影响
切削速度υc
➢切削速度在5～20m/min区域内增加时，积屑瘤高度
逐渐增加，切削力减小；
➢切削速度继续在20～35m/min范围内增加，积屑瘤逐
渐消失，切削力增加；
➢在切削速度大于35m/min时，由于切削温度上升，摩
擦系数减小，切削Biblioteka Baidu下降。一般切削速度超过90m/min
➢当刀具前角小、进给量大时易产生这种切屑， ➢产生崩碎切屑时，切削热和切削力都集中在主
切削刃和刀尖附近，刀具易崩刃、刀尖易磨损， 并容易产生振动，影响表面质量。
二、积屑瘤的形成及其对切削过程的影响
（一）什么是积屑瘤
在一定速度范围下，切削塑性金属材料形成带 状切屑时, 常在刀具前刀面靠近切削刃的部位粘结 一些工件材料, 形成一块硬度很高的楔块，称之为 积屑瘤，或称刀瘤。
金属切削层的变形和切屑
塑性金属切屑形成 过程四个阶段： 弹性变形、 塑性变形、 剪切滑移 切离过程。
切削塑性金属的三个变形区
第一变形区金属的滑移
刀刃钝圆情况下已加工表面的形成过程：
2. 变形系数ξ
➢切屑厚度hch与切削层的厚
度hD之比称为厚度变形系数， 用ξh 表示，ξh = hch/hD ；
切削液对切削力的影响
•
以冷却为主的水溶液对切削力影响
很小，而润滑性能强的切削油能较明显
地降低切削力，因其可降低摩擦和塑性
变形。
• 其他因素
• 刀具棱面：应选较小宽度,使Fy减小。
• 刀具圆弧半径：增大，切削变形、摩 擦增大，切削力增大。
• 刀具磨损：后刀面磨损增大，刀具变 钝，与工件挤压、摩擦增大，切削力增 大。
• 式中，Fz——主切削力（N）；
•
Ac——切削面积（mm2）；
•
ap——背吃刀量（mm）
•
f——进给量（mm）
5.切削力计算的经验公式
用单位切削力计算主切削力
• kC=Fc/AD=FC/(ap·f)=FC/(bD·hD) (3-12) • 式中 AD----切削面积（mm2）； • ap ----背吃刀量（mm）； • f -----进给量（mm/r）； • hD-----切削厚度（mm ）； • bD-----切削宽度（mm）。 • 已知单位切削 kc,求主切削力Fc • Fc=kc·ap·f=kc·hD·bD
4. 刀具磨损
5. 切削液
6. 刀具材料
刀具材料与被加工 材料间的摩擦系数，影响到 摩擦力的变化，直接影响着 切削力的变化。
第四节 切削热和切削温度
一、切削热的产生与传导
金属切削过程的三个变形区就是产生切削热 (cutting heat)的三个热源：
1)切屑变形所产生的热量，是切削热的主要来 源； 2)切屑与刀具前刀面之间的摩擦所产生的热量； 3)工件与刀具后刀面之间的摩擦所产生的热量。
研究、掌握并能灵活应用金属切削基本理论, 对有效控制切削过程、保证加工精度和表面质量， 提高切削效率、降低生产成本，合理改进、设计 刀具几何参数，减轻工人的劳动强度等有重要的 指导意义。
第一节 金属切削层的变形
一、切屑的形成过程及切屑类型
（一）切屑的形成过程
1.切削变形的力学本质
切削金属形成切 屑的过程是一个类似 于金属材料受挤压作 用，产生塑性变形进 而产生剪切滑移的变 形过程。
第三章 金属切削过程的基本理论
教学目的与要求: 通过本章的学习,掌握金属切削变形、切削力、切削
热和刀具的破损与磨损的原因和刀具耐用度的基本概念。 教学内容摘要：
本章主要介绍切削变形区、变形程度的表示方法、切 削热的产生与传出、计算、对切削加工的影响；切削力的 作用与影响因素；刀具磨损与破损的形态、磨损的原因和 刀具耐用度的选用。 教学重点与难点：
二、影响切削力的因素
1. 工件材料 2. 切削用量
•影响较大的因素主要是工件材 料的强度、硬度和塑性。
•材料的强度、硬度越高，则屈 服强度越高，切削力越大。
•在强度、硬度相近的情况下， 材料的塑性、韧性越大，则刀具
前面上的平均摩擦系数越大，切
削力也就越大。
进给量f和背吃刀量ap
进给量f和背吃刀量ap增加， 使切削力Fc增加。
➢挤裂(节状)切屑
外形特征：刀屑接触面有裂纹，外表面是锯齿形。
形成条件：采用较低的切削速度和较大的进给量，
刀具前角较小,粗加工中等硬度的钢材料
特点：切削力波动较大，工件表面较粗糙
➢崩碎切屑：在切削铸铁和黄铜等脆性材料时， 切削层金属发生弹性变形以后，一般不经过塑 性变形就突然崩落，形成不规则的碎块状屑片， 即为崩碎切屑。