切削温度及其测量方法

在DA、CB线的两侧还会产生一系列滑移线，但都分别交于D、C处。
图3.2（b）所示情况与 图3.2 （a）的区别仅在于： 切削时，工件上DB线以下还 有基体材料的阻碍，故DB线 以下的材料将不发生剪切滑 移变形即剪切滑移只在DB线 以上沿DA方向进行，DA就 是切削过程的剪切滑移。
当然，由于刀具有前角 及工件间有摩擦作用，剪切 滑移变形会比较复杂罢了。
可以认为，金属切削过程是切削层 金属受到刀具前刀面推挤后产生的以剪 切滑移为主的塑性变形过程。这非常类 似于材料力学实验中材料的压缩破坏之 情况。图3.2给出了压缩变形破坏与切削 变形二者的比较。

图3.2（a）给出了试件受压缩变形破坏的情况。此时，试件产
生剪切变形，其方向约与作用力F方向成45°。当作用力F增加时，
元被切离形成粒状切屑。在加工塑性较差的材料时，采用较小的前角或 负前角的刀具并以极低的切削速度、大的切削深度和进给量进行切削时 形成的。 （4）崩碎屑 切削层金属发生弹性变形后，一般不经过塑性变形就突然崩裂而形成形 状不规则的崩碎切屑。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。
带状切屑
节状切屑
粒状切屑
图3.21 切屑类型
崩碎切屑
（1）带状屑 呈连绵不断的带状或螺旋状,与刀具接触的底层光滑，背面呈毛绒在状切
削过程平稳，切削力变化小，工件表面光洁; 必须采取断屑措施。 （2）节状（挤裂）屑 切屑背面呈较大的锯齿状，底面有不贯穿的裂纹。一般加工中等硬度钢
材时，切削速度较低，切削深度和进给量较大时产生。 （3）单元屑 在节状切屑的整个剪切面上，切应力超过了材料的破裂强度时，整个单
当∧h=1时，ε≠0。即虽从压缩变形看， 切削无变形，但
相对滑移仍存在。 故只有当∧h>1.2时， ∧h才与ε成线性无关。
四、 第二变形区的变形
切削层金属经过剪 切滑移后，应该说 变形基本结束了， 但是切屑底层（与 前刀面接触层）在 沿前刀面流动过程 中却受到前刀面的 进一步挤压与摩擦， 即产生了第二次变 形。。
第二次变形时集中在切屑底层极薄一层金属中，且该 层金属的纤维方向与前刀面是平行的，这是也切削底 层金属一方面要沿着前刀面流动，另一方面还有受到 前刀面的挤压摩擦二膨胀，使得切削底层比上层拉升 造成的。
综上所述，第一与第二变形区也是相互关联的， 前刀面的挤压会使切削层金属产生剪切滑移变 形，挤压越强烈，变形越大。
点2流动到点3处，点3再流动至点4处，此后流动方 向就与前刀面基本平行而不是沿着OM线滑移了，即终止 了滑移，我们称OM线为滑移线。
开始滑移的OA线称 始滑移线，OA与OM线 组成的区域即为第一变 形区，该区产生的是沿 滑移线（面）的剪切滑 移变形。
在一般的切削速度范围内，第一变形区 的宽度仅为0.02～0.2mm，切削速度越 高，其宽度越小，所以可以将它近似看 成一个平面，称剪切面。这种单一的剪 切面切削模型虽然不能完全反应塑性变 形的本质，但简单实用，因而在切削理 论研究和实践中应用较广。
三、 切屑变形
研究切削过程的目的在于找出切屑的变 形规律，要说明这些规律，就必须给些 切屑变形程度的表示方法。
切削层金属变形主要是剪切滑移变形， 应此我们用相对滑移来表示切削层变形 程度。
1、 相对滑移
由材料力学知，剪切变形可用wenku.baidu.com对滑移 来表示。假定平行四边形OHNM受到剪切 变形后成为OGPM,其相对滑移ε可写成 ε =△S/ △y
切削厚度hch与切削层厚度hD之比称压缩比 （或厚度变形系数）∧h：
切削层长度LD与切屑长度LCH之比（长度变 形系数）∧l
一般情况下，切削层宽度方向变化 很小，根据体积不变原理：
∧h=∧l=∧
3、 相对滑移ε与变形系数∧h间的关系
图3.11表示了相对滑移ε与变形系数∧h 二者间的关系。
剪切面与切削速度间的夹角，称为剪切 角，以φ表示。
切削层在进入滑移线之前，晶粒是 无方向性的圆形，而纤维状是它在 剪切滑移区受剪切应力作用变形的 结果（图3.6）
圆形晶粒受到剪切
应力作用变成了椭
圆，其长轴与剪切 面间成ψ角。剪切变 形越大，晶粒椭圆
长轴方向（纤维方
向）与剪切面间的 夹角ψ就越小，即越 接近于剪切面。
当工件以切削速度Vc向刀具移动时，若 无阻碍，点M将移
至点N，但由于受到 阻碍的刀具，切削层
只能由MN流动到MP （OH向OG）此时的 相对滑移ε应是
2、 切削变形系数
由于在实际的切削过程中，金属受到挤 压变形后，切屑厚度比切削层变厚，长 度比切削层缩短，故可用用切削压缩比 （切削变形系数）来表示。
一、 概述
金属在切削过程中，由于受到刀具的推 挤，通常会产生变形，变形时金属切削 过程中产生的一种物理现象。这种变形 直接影响切削力、切削热、刀具磨损、 已加工表面质量和生产效率等，因此有 必要对其变形过程加以研究，找到其基 本规律，减小切削力，降低切削温度， 减小刀具磨损，提高加工质量和生产效 率。
工件材料
工件材料强（硬）度越高，变形越小。 因为材料的强度越高，前刀面的法向应 力σav越大，摩擦
系数μ越小，摩擦 角越大，变形越小。
刀具几何参数
刀具几何参数中影响变形最大的是前角
γo。刀具前角越大，变形∧h越小，如图
3.16所示
切削类型与控制
切削类型
1.根据切屑形成机理，可将切削分为带状屑、节状（挤 裂）屑、单元（粒状）屑和崩碎屑四种（图3.21）。
二、 第一变形区的变形
正如图3.4所示，图中OA、OB、OM均为等应力线， OA线上的应力达最‫ד‬max。
当切削层金属的某点P向切削刃逼近到达点1位置时， 由于OA线上的剪切应力‫ד‬
已达到材料屈服强度‫ד‬s，故 点1流动到点2，2’2则为滑移 量。由于塑性变形过程中材料 的强化，不同等应力线上的应 力将依次逐渐增大。OM线上 的应力已达到最大值‫ד‬max。
2 从切屑处理角度分类
从切屑处理角度可将切屑分为：带状屑、 C形屑、宝塔状卷屑、发条状卷屑、崩碎 屑、螺卷屑、长紧卷屑等。