第2章 金属切削过程的物理现象
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1．带状切屑
这是一种最常见的切屑形状。当切屑内剪应力小于材 料的强度极限时，剪切滑移变形较小，切屑连绵不断，
没有裂纹，就形成了带状切屑
2．节状切屑
当切屑内剪应力在局部地方达到了材料的破裂极限，
会形成节状切屑。
2.2.1 切屑的种类
3．粒状切屑
当切屑内部剪应力超过了材料的破裂强度，切屑将沿
剪切面完全断开，形成粒状切屑。
切削合力与分力的关系为：
F Fc F f Fp
2
2
2
2.3.2切削力的测量与计算
1.切削力的测量
目前切削力的理论计算较复杂，只能作定性分析用。实 践中求切削力较简单又实用的方法是利用测力仪直接测 得或运用实验后整理成的实验公式求得。 测力仪的种类很多，有机械测力仪、液压测力仪和电测 力仪等。机械、液压测力仪比较稳定、耐用，电测力仪 的测量精度和灵敏度较高。 电测力仪有电阻式、电感式、电容式、压电式和电磁式 等几种，目前以电阻应变式测力仪用得较多。
2.3.2切削力的测量与计算
电阻式测力仪的工作原理，如下图2-10所示：
图2-10 电阻应变片式测力仪
2.3.2切削力的测量与计算
2.切削力的计算
生产中切削力的经验公式分两类：一是指数公式；一是 按单位切削力计算的公式。
x y n f νc kF Fc= C F a p
Fc Fc Fc c
1）切削力的指数公式
图2-3 切屑的变形
2.2 切屑
2.2.1 切屑的种类
被切金属经过第一变形区的剪切滑移后就变成了切屑。 由于工件材料不同，切削条件不同，切屑的滑移变形程 度不同，形成如图2-4所示的几种不同形状的切屑。
a)
b)
c)
d)
图2-4 切屑的种类 a) 带状切屑b) 节状切屑c) 粒状切屑d)崩碎切屑
2.2.1 切屑的种类
2．切削用量
切削用量中背吃刀量（深度）ap和进给量f决定了切削 面积的大小，当两者加大时，切削力会明显增大。
2.3.4影响切削力的因素
ap的影响比f大。这是因为ap增加一倍时，切削宽度bo
增加一倍，这时切削变形增加一倍，切削力随ap成倍的 增加(图2-11a，c)。 当f增加一倍时，切削厚度ao增加一倍，切屑底层的变 形最严重，靠近切屑上层的变形逐渐减小，因此总的变 形量不是成倍增加。这时切削力大约只增加70％(图211b，c)。
由于进给功率相对切削功率Pc很小（＜1％～2％），可 忽略不计。所以，工作功率P，可以用切削功率Pc近似 代替。 在计算机床电机功率Pm 时，还应考虑机床的传动效率 ηm(一般取0.75～0.85),则：
Pm ＞ Pc／ηm
2.3.4影响切削力的因素
1．工件材料
工件材料的强度、硬度越高，其抵抗变形、挤裂的能力 越强，因而切削抗力也就越大。 强度、硬度相近的材料，塑性、韧性较大时，由于切削 变形增大，硬化现象严重，而且摩擦系数增大，因此产 生的切削力也较大。
刀具继续切入，第一小块金属脱离工件，形成切屑， 此时应力迅速下降。该阶段为切离阶段。
• 对于脆性工件材料来说，由于材料塑性很差，切 削过程中几乎不产生塑性变形。
2.1.2切削层的变形
• 为了便于进一步分析和认识切削层变形的规律， 通常把刀刃作用部分划分为三个变形区。如图 2-1所示的I、II、III。
图2-6 积屑瘤
图2-7 切削速度对积屑瘤的影响
2.2.2 切屑与前刀面的摩擦和积屑瘤
有关积屑瘤的形成，通常认为是由于切屑在前刀面上粘 结造成的。当在一定的加工条件下，随着切屑与前刀面 间温度和压力的增加，摩擦力也增大，使近前刀面处切 屑中塑性变形层流速减慢，产生“滞留”现象。 当切屑底层中剪应力超过金属的剪切屈服强度极限时， 底层金属流速为零而被剪断，并粘结在前刀面上。该粘 结层经过剧烈的塑性变形使硬度提高，在继续切削时， 硬的粘结层有剪断软的金属层。这样层层堆积，高度逐 渐增加，形成了积屑瘤。 长高了的积屑瘤，受外力或振动的作用，可能发生局部 断裂或脱落。积屑瘤的产生、成长和脱落是个周期性的 动态过程。
2.4.2切削温度
切削温度一般指切屑与前刀面接触区域的平均温度。由 于刀具上各点与3个热源区（三个变形区）的距离不同， 因此刀具上各点的温度分布不均匀。 切削塑性材料时，切屑沿前刀面流出，热量累积导致温 度升高，而热传导又十分不利，在距离刀尖一定长度的 地方温度最高，刀具磨损也是在此处开始。 在切削脆性材料时，切屑呈崩碎状，第一区的塑性变形 不严重，与前刀面的接触长度短，使第二区的摩擦减小， 因此，第一区和第二区的温度不高，只有第三区的工件 与刀尖的摩擦热是主要热源，这时刀具上最高点是在刀 尖且靠近后刀面的地方，磨损也从此处开始。
图2-1 金属切削的三个变形区域
图2-2 第一变形区金属的滑移
2.1.2切削层的变形
1．第一变形区（剪切变形区）
如图2-2所示从OA线开始发生塑性变形，到OM线晶粒
的剪切滑移基本完成，这个区域叫第一变形区。
2．第二变形区（挤压变形区）
当切屑从刀具的前倾面排出时，受刀具前面的推挤和摩 擦，必将发生进一步变形，这就是第二变形区的变形。 这一变形主要集中在切屑底面一薄层金属里，使靠近刀 具前倾面的金属纤维基本上与前倾面平行，离刀具前面 愈远，影响愈小。
切削力 背向力 进给力
c
Fp= Ff=
C Fp a p f
xF p
y Fp
ν c Fp k Fp
n
CF f a
xFf p
f
yF f
ν k Ff
nFf c
2.3.2切削力的测量与计算
2）单位切削力
用单位切削力p来计算主切削力是一种更简便的形式。 单位切削力是指切除单位切削层面积所产生的主切削力。 用p表示为：
是切削力在切削深度方向的分力.它使工件在水平面内 弯曲，容易引起工件的振动和变形，是对工件加工精度 影响最大的分力。用于计算与加工精度有关的工件挠度 和刀具、机床零件的强度等。
②吃刀抗力(径向分力、切深分力或背向力)Fp
2.3切削力
③进给分力(轴向分力) Ff
是切削力在走刀方向的分力，又叫走刀抗力。由于在这 个方向的运动速度较慢，所以它只消耗机床上很少的功 率，但它是计算走刀机构强度的依据。
Hale Waihona Puke Baidu
2.1.2切削层的变形
实验表明：刀具的前角愈小，这种 挤压就愈强烈，切屑的变形也就愈 大(见图2-3)
３．第三变形区
切屑沿刀具切削刃和前刀面从工件
基本材料上剥离下来，进入第一和 第三变形区的同时，由于受到刀刃 钝圆半径、刀具后刀面对加工表面 以及副后刀面对已加工表面的推挤、 摩擦作用，使这两个面均产生了变 形。这就是第三变形区
• 2）塑性变形阶段：
• 刀具继续向工件施以切削力，应力达到工件材料的屈服 点，金属开始沿滑移面方向产生滑移，这一阶段为塑性 变形阶段。
2．1 切削层的划分与变形
3）挤裂阶段：
刀具继续不断切入，金属内应力超过了分子的内聚力， 达到了材料的断裂强度，产生裂痕而被挤裂，这一阶段 为挤裂阶段。
4）切离阶段：
2．4 切削热和切削温度
2.4.1切削热
1.切削热的产生
切削热是由切削功率转变而来的。切削热的直接来源是 切削层的变形以及切屑与刀具、刀具与工件之间的摩擦， 因此，三个变形区也是产生切削热的三个热源区。 切削塑料材料时，切削热主要来源于金属切削层的塑性 变形和切屑与刀具前刀面的摩擦。切削脆性材料时，切 削热主要来源于刀具后刀面与工件的摩擦。
第二章
金属切削过程的物理现象
2．1 切削层的划分与变形
• 金属切削过程如同金属材料的压缩或拉伸过程 ， 就塑性工件材料来说，切削过程可用以下几个阶 段来描述： • 1）弹性变形阶段：
• 刀具刚接触工件时的瞬间，刀具施加给工件的作用力较 小，工件与刀具接触处产生弹性变形阶段，此时，若去 掉外力，工件可以恢复原状。该阶段为弹性变形阶段。
4．崩碎切屑
切削脆性材料(如灰铸铁)时，由于材料的塑性很小，抗
拉强度较低刀具切入后，切削层内靠近切削刃和前面的 局部金属，几乎不经过塑性变形就被挤裂，或在拉应力 状态下脆断，形成大小不等、形状各异的碎块状切屑。
2.2.2 切屑与前刀面的摩擦和积屑瘤
1．切屑与前刀面的摩擦
切屑与前刀面间的这种摩擦与一般金属接触面间的摩擦 不同。如图2-5所示，切屑与前刀面接触去分为粘结区 和滑动区两部分。
图2-5切屑与前刀面摩擦特性
2.2.2 切屑与前刀面的摩擦和积屑瘤
（1）粘结区
切削刃长度lf1内，切屑底层不断以新生表面和前刀面接 触。切屑底层变软的滞流层，会嵌入到前刀面的凹凸不 平中，形成全面积接触，阻力增大，滞流层底层的流动 速度可降低为零，在适当的温度与压力条件下，就形成 粘结现象，把这个区域称为粘结区。
为了便于分析切削力对工件、机床和刀具的影响，以车 削外圆为例，可将切削力分解成为三个互相垂直的分力 （如图2-9所示）：
图2-9切削合力与分力
2.3切削力
①主切削力(切向分力或切削力)Fc
是作用在切削速度方向的分力。力的方向与主运动方向 一致．是切削力最大的分力，它消耗了切削总功率的95 ％左右。是设计和使用刀具的主要依据，并用于验算机 床、夹具主要零部件的强度和刚性以及确定机床电动机 功率、夹紧力的主要依据。
2.3切削力
2.3.1切削力的产生、合力及其分力
1．切削力的产生
切削时，有变形抗力作用在刀具上；又因刀具的后面和 工件已加工表面之间、切屑和刀具之间有相对运动，这 些摩擦力也作用在刀具上，这些力的合力称为切削阻力 F，简称切削力。如图2-8所示。
图 2-8切削力的来源
2.3切削力
2.切削力的分解
2．4 切削热和切削温度
2.切削热的传出
切削热产生以后，分别由切屑、工件、刀具和周围介质 (空气和切削液)传出去。各部分传出热量的百分比，随 工件材料、刀具材料、几何角度及加工方式不同而不同。 例如，高速钢车刀切削钢料时，约为50～86%的切屑 热由切屑带走；40～10％传给车刀； 9%～3％传给工 件；1%左右通过辐射传入空气。 切削速度越高，切削厚度越大，则由切屑带走的热量越 多。
（2）滑动区
在粘结区以外，切屑即将脱离前刀面的长度的范围lf2内， 由于切削温度低、压力小，切屑与前刀面之间只是突出 的金属点接触，实际接触面积减少，其摩擦性质属于滑 动摩擦，这个区域称滑动区。
2.2.2 切屑与前刀面的摩擦和积屑瘤
2．积屑瘤
切削钢、球墨铸铁、铝合金等金属时，在切削速度不高， 常常在前刀面上粘结或冷焊有一层层金属，形成硬度很 高的楔块，它能够代替刀面和切削刃进行切削，这一小 楔块称为积屑瘤，如图2-6所示。
Fp＝Fr×cosr Ff＝Fr×sinr
可知r增大时，Fp减小而Ff增大(图2-12)
图2-12 主偏角对Ff和Fp的影响
2.3.4影响切削力的因素
刃倾角λs对Fc影响较小，但λs增大时，Fp减
小，Ff增大。 刀尖圆弧半径和负倒棱对切削力也有一定的影 响。 除以上因素以外，刀具的磨损、刀具材料、冷 却润滑条件等因素都和切削变形及摩擦系数有 关，对切削力也有一定影响。
Fc Fc Fc p A c a p f h D bD
3．工作功率的计算
工作功率指消耗在切削加工过程中的功率。它可分为两 部分：一部分是主运动消耗的功率Pc称为切削功率；另 一部分是进给运动消耗的功率Pf 称为进给功率。
2.3.2切削力的测量与计算
工作功率的计算公式为：
P = Pc + Pf = （Fcv + Ff n工f）×10-3
2.2.2 切屑与前刀面的摩擦和积屑瘤
积屑瘤的存在可代替切削刃进行切削，对切削刃有一定 的保护作用，还可增大刀具实际前角，对粗加工的切削 过程有利；但是积屑瘤的顶端从刀尖伸向工件内层，使 实际被吃刀量和切削厚度发生变化，将影响工件的尺寸 精度 影响积屑瘤的主要因素有工件材料、切削速度、刀具前 角及切削液等。 工件材料的塑性越大，刀屑之间的摩擦系数和接触长度 越大，切削温度就会越高，生成积屑瘤的可能性就越大； 脆性材料一般不产生积屑瘤。 切削速度对积屑瘤有很大影响，切削速度很低（vc＜ 1～3m/min）或很高（vc＞80m/min）时都很少产生积屑 瘤，在中等速度范围内（加工普通钢vc≈20m/min）最容 易产生积屑瘤，此时，其高度也最大，
a b c 图2-11 ap 和f对切削力的影响
2.3.4影响切削力的因素
3．刀具几何角度
刀具几何角度中对切削力影响较大的是前角、主偏角、 刃倾角，其中最显著的是前角。刀具前角增大时，切削 变形减小，切屑流出容易，前刀面推挤金属的正压力和 摩擦力都相应降低，因此切削力下降。 主偏角r的大小除影响切削厚度ao和宽度bo外，还影响 Fp与Ff之间的比例关系，由公式:
这是一种最常见的切屑形状。当切屑内剪应力小于材 料的强度极限时，剪切滑移变形较小，切屑连绵不断，
没有裂纹，就形成了带状切屑
2．节状切屑
当切屑内剪应力在局部地方达到了材料的破裂极限，
会形成节状切屑。
2.2.1 切屑的种类
3．粒状切屑
当切屑内部剪应力超过了材料的破裂强度，切屑将沿
剪切面完全断开，形成粒状切屑。
切削合力与分力的关系为：
F Fc F f Fp
2
2
2
2.3.2切削力的测量与计算
1.切削力的测量
目前切削力的理论计算较复杂，只能作定性分析用。实 践中求切削力较简单又实用的方法是利用测力仪直接测 得或运用实验后整理成的实验公式求得。 测力仪的种类很多，有机械测力仪、液压测力仪和电测 力仪等。机械、液压测力仪比较稳定、耐用，电测力仪 的测量精度和灵敏度较高。 电测力仪有电阻式、电感式、电容式、压电式和电磁式 等几种，目前以电阻应变式测力仪用得较多。
2.3.2切削力的测量与计算
电阻式测力仪的工作原理，如下图2-10所示：
图2-10 电阻应变片式测力仪
2.3.2切削力的测量与计算
2.切削力的计算
生产中切削力的经验公式分两类：一是指数公式；一是 按单位切削力计算的公式。
x y n f νc kF Fc= C F a p
Fc Fc Fc c
1）切削力的指数公式
图2-3 切屑的变形
2.2 切屑
2.2.1 切屑的种类
被切金属经过第一变形区的剪切滑移后就变成了切屑。 由于工件材料不同，切削条件不同，切屑的滑移变形程 度不同，形成如图2-4所示的几种不同形状的切屑。
a)
b)
c)
d)
图2-4 切屑的种类 a) 带状切屑b) 节状切屑c) 粒状切屑d)崩碎切屑
2.2.1 切屑的种类
2．切削用量
切削用量中背吃刀量（深度）ap和进给量f决定了切削 面积的大小，当两者加大时，切削力会明显增大。
2.3.4影响切削力的因素
ap的影响比f大。这是因为ap增加一倍时，切削宽度bo
增加一倍，这时切削变形增加一倍，切削力随ap成倍的 增加(图2-11a，c)。 当f增加一倍时，切削厚度ao增加一倍，切屑底层的变 形最严重，靠近切屑上层的变形逐渐减小，因此总的变 形量不是成倍增加。这时切削力大约只增加70％(图211b，c)。
由于进给功率相对切削功率Pc很小（＜1％～2％），可 忽略不计。所以，工作功率P，可以用切削功率Pc近似 代替。 在计算机床电机功率Pm 时，还应考虑机床的传动效率 ηm(一般取0.75～0.85),则：
Pm ＞ Pc／ηm
2.3.4影响切削力的因素
1．工件材料
工件材料的强度、硬度越高，其抵抗变形、挤裂的能力 越强，因而切削抗力也就越大。 强度、硬度相近的材料，塑性、韧性较大时，由于切削 变形增大，硬化现象严重，而且摩擦系数增大，因此产 生的切削力也较大。
刀具继续切入，第一小块金属脱离工件，形成切屑， 此时应力迅速下降。该阶段为切离阶段。
• 对于脆性工件材料来说，由于材料塑性很差，切 削过程中几乎不产生塑性变形。
2.1.2切削层的变形
• 为了便于进一步分析和认识切削层变形的规律， 通常把刀刃作用部分划分为三个变形区。如图 2-1所示的I、II、III。
图2-6 积屑瘤
图2-7 切削速度对积屑瘤的影响
2.2.2 切屑与前刀面的摩擦和积屑瘤
有关积屑瘤的形成，通常认为是由于切屑在前刀面上粘 结造成的。当在一定的加工条件下，随着切屑与前刀面 间温度和压力的增加，摩擦力也增大，使近前刀面处切 屑中塑性变形层流速减慢，产生“滞留”现象。 当切屑底层中剪应力超过金属的剪切屈服强度极限时， 底层金属流速为零而被剪断，并粘结在前刀面上。该粘 结层经过剧烈的塑性变形使硬度提高，在继续切削时， 硬的粘结层有剪断软的金属层。这样层层堆积，高度逐 渐增加，形成了积屑瘤。 长高了的积屑瘤，受外力或振动的作用，可能发生局部 断裂或脱落。积屑瘤的产生、成长和脱落是个周期性的 动态过程。
2.4.2切削温度
切削温度一般指切屑与前刀面接触区域的平均温度。由 于刀具上各点与3个热源区（三个变形区）的距离不同， 因此刀具上各点的温度分布不均匀。 切削塑性材料时，切屑沿前刀面流出，热量累积导致温 度升高，而热传导又十分不利，在距离刀尖一定长度的 地方温度最高，刀具磨损也是在此处开始。 在切削脆性材料时，切屑呈崩碎状，第一区的塑性变形 不严重，与前刀面的接触长度短，使第二区的摩擦减小， 因此，第一区和第二区的温度不高，只有第三区的工件 与刀尖的摩擦热是主要热源，这时刀具上最高点是在刀 尖且靠近后刀面的地方，磨损也从此处开始。
图2-1 金属切削的三个变形区域
图2-2 第一变形区金属的滑移
2.1.2切削层的变形
1．第一变形区（剪切变形区）
如图2-2所示从OA线开始发生塑性变形，到OM线晶粒
的剪切滑移基本完成，这个区域叫第一变形区。
2．第二变形区（挤压变形区）
当切屑从刀具的前倾面排出时，受刀具前面的推挤和摩 擦，必将发生进一步变形，这就是第二变形区的变形。 这一变形主要集中在切屑底面一薄层金属里，使靠近刀 具前倾面的金属纤维基本上与前倾面平行，离刀具前面 愈远，影响愈小。
切削力 背向力 进给力
c
Fp= Ff=
C Fp a p f
xF p
y Fp
ν c Fp k Fp
n
CF f a
xFf p
f
yF f
ν k Ff
nFf c
2.3.2切削力的测量与计算
2）单位切削力
用单位切削力p来计算主切削力是一种更简便的形式。 单位切削力是指切除单位切削层面积所产生的主切削力。 用p表示为：
是切削力在切削深度方向的分力.它使工件在水平面内 弯曲，容易引起工件的振动和变形，是对工件加工精度 影响最大的分力。用于计算与加工精度有关的工件挠度 和刀具、机床零件的强度等。
②吃刀抗力(径向分力、切深分力或背向力)Fp
2.3切削力
③进给分力(轴向分力) Ff
是切削力在走刀方向的分力，又叫走刀抗力。由于在这 个方向的运动速度较慢，所以它只消耗机床上很少的功 率，但它是计算走刀机构强度的依据。
Hale Waihona Puke Baidu
2.1.2切削层的变形
实验表明：刀具的前角愈小，这种 挤压就愈强烈，切屑的变形也就愈 大(见图2-3)
３．第三变形区
切屑沿刀具切削刃和前刀面从工件
基本材料上剥离下来，进入第一和 第三变形区的同时，由于受到刀刃 钝圆半径、刀具后刀面对加工表面 以及副后刀面对已加工表面的推挤、 摩擦作用，使这两个面均产生了变 形。这就是第三变形区
• 2）塑性变形阶段：
• 刀具继续向工件施以切削力，应力达到工件材料的屈服 点，金属开始沿滑移面方向产生滑移，这一阶段为塑性 变形阶段。
2．1 切削层的划分与变形
3）挤裂阶段：
刀具继续不断切入，金属内应力超过了分子的内聚力， 达到了材料的断裂强度，产生裂痕而被挤裂，这一阶段 为挤裂阶段。
4）切离阶段：
2．4 切削热和切削温度
2.4.1切削热
1.切削热的产生
切削热是由切削功率转变而来的。切削热的直接来源是 切削层的变形以及切屑与刀具、刀具与工件之间的摩擦， 因此，三个变形区也是产生切削热的三个热源区。 切削塑料材料时，切削热主要来源于金属切削层的塑性 变形和切屑与刀具前刀面的摩擦。切削脆性材料时，切 削热主要来源于刀具后刀面与工件的摩擦。
第二章
金属切削过程的物理现象
2．1 切削层的划分与变形
• 金属切削过程如同金属材料的压缩或拉伸过程 ， 就塑性工件材料来说，切削过程可用以下几个阶 段来描述： • 1）弹性变形阶段：
• 刀具刚接触工件时的瞬间，刀具施加给工件的作用力较 小，工件与刀具接触处产生弹性变形阶段，此时，若去 掉外力，工件可以恢复原状。该阶段为弹性变形阶段。
4．崩碎切屑
切削脆性材料(如灰铸铁)时，由于材料的塑性很小，抗
拉强度较低刀具切入后，切削层内靠近切削刃和前面的 局部金属，几乎不经过塑性变形就被挤裂，或在拉应力 状态下脆断，形成大小不等、形状各异的碎块状切屑。
2.2.2 切屑与前刀面的摩擦和积屑瘤
1．切屑与前刀面的摩擦
切屑与前刀面间的这种摩擦与一般金属接触面间的摩擦 不同。如图2-5所示，切屑与前刀面接触去分为粘结区 和滑动区两部分。
图2-5切屑与前刀面摩擦特性
2.2.2 切屑与前刀面的摩擦和积屑瘤
（1）粘结区
切削刃长度lf1内，切屑底层不断以新生表面和前刀面接 触。切屑底层变软的滞流层，会嵌入到前刀面的凹凸不 平中，形成全面积接触，阻力增大，滞流层底层的流动 速度可降低为零，在适当的温度与压力条件下，就形成 粘结现象，把这个区域称为粘结区。
为了便于分析切削力对工件、机床和刀具的影响，以车 削外圆为例，可将切削力分解成为三个互相垂直的分力 （如图2-9所示）：
图2-9切削合力与分力
2.3切削力
①主切削力(切向分力或切削力)Fc
是作用在切削速度方向的分力。力的方向与主运动方向 一致．是切削力最大的分力，它消耗了切削总功率的95 ％左右。是设计和使用刀具的主要依据，并用于验算机 床、夹具主要零部件的强度和刚性以及确定机床电动机 功率、夹紧力的主要依据。
2.3切削力
2.3.1切削力的产生、合力及其分力
1．切削力的产生
切削时，有变形抗力作用在刀具上；又因刀具的后面和 工件已加工表面之间、切屑和刀具之间有相对运动，这 些摩擦力也作用在刀具上，这些力的合力称为切削阻力 F，简称切削力。如图2-8所示。
图 2-8切削力的来源
2.3切削力
2.切削力的分解
2．4 切削热和切削温度
2.切削热的传出
切削热产生以后，分别由切屑、工件、刀具和周围介质 (空气和切削液)传出去。各部分传出热量的百分比，随 工件材料、刀具材料、几何角度及加工方式不同而不同。 例如，高速钢车刀切削钢料时，约为50～86%的切屑 热由切屑带走；40～10％传给车刀； 9%～3％传给工 件；1%左右通过辐射传入空气。 切削速度越高，切削厚度越大，则由切屑带走的热量越 多。
（2）滑动区
在粘结区以外，切屑即将脱离前刀面的长度的范围lf2内， 由于切削温度低、压力小，切屑与前刀面之间只是突出 的金属点接触，实际接触面积减少，其摩擦性质属于滑 动摩擦，这个区域称滑动区。
2.2.2 切屑与前刀面的摩擦和积屑瘤
2．积屑瘤
切削钢、球墨铸铁、铝合金等金属时，在切削速度不高， 常常在前刀面上粘结或冷焊有一层层金属，形成硬度很 高的楔块，它能够代替刀面和切削刃进行切削，这一小 楔块称为积屑瘤，如图2-6所示。
Fp＝Fr×cosr Ff＝Fr×sinr
可知r增大时，Fp减小而Ff增大(图2-12)
图2-12 主偏角对Ff和Fp的影响
2.3.4影响切削力的因素
刃倾角λs对Fc影响较小，但λs增大时，Fp减
小，Ff增大。 刀尖圆弧半径和负倒棱对切削力也有一定的影 响。 除以上因素以外，刀具的磨损、刀具材料、冷 却润滑条件等因素都和切削变形及摩擦系数有 关，对切削力也有一定影响。
Fc Fc Fc p A c a p f h D bD
3．工作功率的计算
工作功率指消耗在切削加工过程中的功率。它可分为两 部分：一部分是主运动消耗的功率Pc称为切削功率；另 一部分是进给运动消耗的功率Pf 称为进给功率。
2.3.2切削力的测量与计算
工作功率的计算公式为：
P = Pc + Pf = （Fcv + Ff n工f）×10-3
2.2.2 切屑与前刀面的摩擦和积屑瘤
积屑瘤的存在可代替切削刃进行切削，对切削刃有一定 的保护作用，还可增大刀具实际前角，对粗加工的切削 过程有利；但是积屑瘤的顶端从刀尖伸向工件内层，使 实际被吃刀量和切削厚度发生变化，将影响工件的尺寸 精度 影响积屑瘤的主要因素有工件材料、切削速度、刀具前 角及切削液等。 工件材料的塑性越大，刀屑之间的摩擦系数和接触长度 越大，切削温度就会越高，生成积屑瘤的可能性就越大； 脆性材料一般不产生积屑瘤。 切削速度对积屑瘤有很大影响，切削速度很低（vc＜ 1～3m/min）或很高（vc＞80m/min）时都很少产生积屑 瘤，在中等速度范围内（加工普通钢vc≈20m/min）最容 易产生积屑瘤，此时，其高度也最大，
a b c 图2-11 ap 和f对切削力的影响
2.3.4影响切削力的因素
3．刀具几何角度
刀具几何角度中对切削力影响较大的是前角、主偏角、 刃倾角，其中最显著的是前角。刀具前角增大时，切削 变形减小，切屑流出容易，前刀面推挤金属的正压力和 摩擦力都相应降低，因此切削力下降。 主偏角r的大小除影响切削厚度ao和宽度bo外，还影响 Fp与Ff之间的比例关系，由公式: