切屑的种类及形成.
切削过程
机械制造技术切削过程切削过程切削过程是刀具从工件表面上切除多余材料，从切屑形成开始到已加工表面形成为止的完整过程。
一、切屑的形成过程在刀具的作用下，切削层金属经过一个复杂的过程变成切屑。
在这一过程中，切削层的形态发生了变化。
产生这一变化的根本原因是切削层金属在刀具的作用下产生老变形，这就是切削过程中的变形。
伴随切削过程的变形，出现一系列的物理现象，如切削力、切削热、切削温度、刀具磨损、积屑瘤等。
切削过程的变形是研究切削过程的基础。
图1 塑性金属材料的剪切破坏 削过程三个变形区图1所示模型说明了切削过程的变形。
塑性金属材料在刀具的作用下，沿与作用力成45o 的方向产生剪切滑移变形，当变形达到一定极限值时，就会沿着变形方向产生剪切滑移破坏。
若刀具连续运动，虚线以上的材料就会在刀具的作用下与下方材料分离。
金属切削过程与上述过程基本相似。
如图2所示，在刀具的作用下，切削层金属经过复杂的变形后与工件基体材料分离形成了切屑。
这一过程中产生的变形可以划分为三个区域，即三个变形区，它们是位于切削刃前OAM之间的第I变形区、靠近前刀面的第II变形区和位于后刀面附近的第III变形区。
图2 切削过程三个变形区（1） 第一(Ⅰ)变形区切削层金属从开始塑性变形到剪切滑移基本完成的过程区，也就是图3所示OA与OM之间的区域就是第一(Ⅰ)变形区。
图3 金属切削过程的三个变形区金属材料在OA线以左发生弹性变形。
在OA线上，材料的剪应力达到屈服强度τs，开始塑性变形，产生滑移，OA称为始滑移线。
随着刀具的连续移动，原来处于滑移线上的金属不断向刀具靠拢，应力和变形也逐渐增大，达到OM线时，应力和变形达到最大值。
超过OM线，切削层金属将沿前刀面流出，形成切屑，完成切离。
OM线称为终滑移线。
OA线和OM线之间的区域是塑性变形区域。
第一变形区是金属切削变形过程中最大的变形区，在这个区域内，金属将产生大量的切削热，并消耗大部分功率。
此区域较窄，宽度仅0.02~0.2mm。
第二章第1节-金属切削过程及切屑类型分析
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切屑与前刀面的摩擦
第一节 金属切削过程及切屑类型
积屑瘤
在切削速度不高而又能形成连续切屑的情况下，加工一般钢
料或其它塑性材料时，常常在前刀面处粘着一块剖面呈三角
状的硬块,称为积屑瘤。
它的硬度很高，通常是
工件材料的2—3倍，在
切屑
处于比较稳定的状态时，
能够代替刀刃进行切削。
积屑瘤
刀具
积屑瘤
切屑的种类
名称
带状切屑
切屑类型及形成条件
挤裂切屑
单元切屑
崩碎切屑
简图
形态 变形
形成 条件
影响
带状，底面光滑 ，背面呈毛茸状
剪切滑移尚未达 到断裂程度
加工塑性材料， 切削速度较高， 进给量较小， 刀具前角较大
切削过程平稳， 表面粗糙度小， 妨碍切削工作， 应设法断屑
节状，底面光滑有裂 纹，背面呈锯齿状
变形程度表示方法
变形系数
切削层经塑性变形后，厚度增加，长度缩小，宽度基本 不变。可用其表示切削层的变形程度。
◆ 厚度变形系数
h
hch hD
◆ 长度变形系数
L
LD Lch
Lch LD
切屑与切削层尺寸
第一节 金属切削过程及切屑类型
根据体积不变原理，则
h
lc lch
hch hDOMຫໍສະໝຸດ sin(90 OM sin
第二章 金属切削基本理论及应用
第一节 金属切削过程及切屑类型
金属切削过程是指在刀具和切削力的作用下形成切屑的过 程，在这一过程中，始终存在着刀具切削工件和工件材料抵抗切 削的矛盾，产生许多物理现象，如切削力、切削热、积屑瘤、刀 具磨损和加工硬化等。
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。
切屑种类
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切屑种类
(1)带状切屑这是最常见的一种切屑，外形连续不断呈带状，底面光滑。
背面呈毛茸状。
一般以大前角的刀具、较高的切削速度和较小的进给璧切削塑性材料时，形成此类切屑。
其最大的优点是切削过程平稳.切削力变化小，加工表面粗糙度小。
但切屑连续容易产生缠绕.划伤已加工表面，因此耍采取断屑措施。
(2)挤裂(节状)切屑切屑接触面有裂纹，外表面呈锯齿形。
常在以较小前角的刀具.低速和较大进给量切削中等硬度的钢材时产生。
形成挤裂切屑时，切削力会产生一定的波动，造成切削过程不平稳，使加工表面较粗糙。
(3)单元(粒状)切屁在挤裂切屑产生的前提下，当切削速度进一步降低、进给量进一步增大、前角进一步减小时，挤裂切屑的裂纹将会扩展到整个断面上.整个变形单元则被分离，成为梯形的单元切屑。
此时，切削过程更不稳定，加工表面更粗糙。
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金属切削过程
(3)单元切屑 (3)单元切屑
在挤裂切屑的剪切面上，裂纹 扩展到整个面上，则整个单 元被切离，成为梯形单元切 屑。 如果改变挤裂切屑条件，进一 步减小前角，减低切削速度， 或加大切削厚度，就可以得 到单元切屑；反之则可以得 到带状切屑。
(4)崩碎切屑 (4)崩碎切屑
这是属于脆性材料的切屑 (加工灰铸铁、脆钢) 加工灰铸铁、脆钢) 塑性变形很不充分，即突然 崩裂而成为小块或粉末状 切屑。
1.3.2积屑瘤Built1.3.2积屑瘤Built-Up Edge
1.积屑瘤的形成 1.积屑瘤的形成 在切削区，金属材料层受到强烈的挤压和摩 擦，正压力和摩擦系数的乘积，即内摩擦 力大于金属材料的剪切强度，切屑底部一 部分金属就撕裂下来粘接在刀尖附近的表 面上，逐渐积成积屑瘤。
(1)积屑瘤特征 (1)积屑瘤特征
切屑的形成过程是工件受 到刀具的挤压而崩碎，无 塑性变形。如图：
A D
C B
滑移面AB，CD等与作用力P的方向大致呈45° 滑移面AB，CD等与作用力P的方向大致呈45°左右 角度。 AB，CD两侧还会产生一系列滑移面。 AB，CD两侧还会产生一系列滑移面。
1.3金属切削过程 1.3金属切削过程
金属切削过程是由挤压而产生的剪切过程。 这是俄国学者在1870年定义的 这是俄国学者在1870年定义的 在这个过程中会产生切屑，积屑瘤，切削力， 加工硬化和刀具磨损等物理现象。
1.3.1切削过程及切屑种类 1.3.1切削过程及切屑种类 1.切屑形成过程 1.切屑形成过程
(3)刀具角度 (3)刀具角度
1)前角增加，切削力减小。 1)前角增加，切削力减小。
切削力
γ0
2)后角增加，切削力减小。 2)后角增加，切削力减小。 3)主偏角kr增加，主切削力Fz减小，进给力Fx 3)主偏角k 增加，主切削力F 减小，进给力F 增加，切深抗力F 增加，切深抗力Fy减小。
机械加工切屑形成过程及种类
机械加工切屑形成过程及种类机械加工是指利用机床进行金属材料切削、锉削、抛光等工艺，将工件加工成所需形状和尺寸的加工方法。
在机械加工过程中，由于工具与工件之间的相对运动，会产生切屑。
切屑是指在机械加工过程中，由于切削力的作用和切削部分和工件材料之间的摩擦力的作用，使金属材料脱离工件而形成的废料。
1.切削过程：在机械加工过程中，工具相对于工件进行切削。
切削过程是切屑形成的起点。
切削过程中切削刀具与工件的摩擦力和切削力作用于工件上。
2.金属切错：由于切削刀具和工件的相互作用力，金属材料会发生切削变形，切削很薄的切片和切削薄片之间的间距，即切削错觉。
这种切削错觉会导致材料分离和产生切削切，形成切削筹码。
3.切削筹码分离：随着切削过程的进行，切削刃不断深入工件的表面，形成足够深度的切削面。
在切削过程中，切削筹码被切削刃压向后方，并在切削刃之后分离。
4.切屑形成：随着切削刃逐渐深入工件，切削刃与工件接触的接触面积逐渐增加。
切削刃生成的切削面与工件表面接触，金属材料开始被分离，形成切插和切插在切削刃上的切插形成切屑。
切屑根据其形状和特点可以分为以下几类：1.螺旋卷屑：螺旋卷屑是机械加工中最常见的切屑形式之一、它的形状类似于螺旋形。
螺旋卷屑形成是因为切削刃与工件表面之间的摩擦力和切削力，使金属材料呈螺旋形状被分离。
2.螺纹形卷屑：螺纹形卷屑与螺旋卷屑类似，但具有螺纹形状。
螺纹形卷屑主要在对内螺纹切削中产生。
3.花形卷屑：花形卷屑是螺旋卷屑的一种特殊形式。
它的形状类似于花瓣，具有很高的韧性和弯曲性。
花形卷屑主要在刃具前部有圆角的切削中产生。
4.细末卷屑：细末卷屑是切削薄片脱离工件表面时变形和分离的结果。
这种切屑形态常见于高速切削和高速铣削等加工过程。
5.碎屑：碎屑是在没有明显的切削形状的情况下产生的废料。
碎屑主要在金属材料脆性较高时产生。
总结起来，机械加工切屑的形成过程可以概括为切削过程、金属切错、切削筹码分离和切屑形成。
机械制造基础第十章金属切削加工基础知识
3、切削用量
2）进给量f(mm/r) 指(车)刀具相对于工件旋转一转,在进
给方向的位移量。单位为：mm/r或mm/str。
3、切削用量
3）背吃力量ap(mm) 指工件上已加工表面与待加工表面之间的垂直
距离，单位为：mm。
aP＝
Dd 2
式中：d 为已加工表面的直径(mm)。
生产中为提高效率一般对工件分粗、精加工阶
5、刀具结构
5、刀具结构
5、刀具结构
切削过程录像
四、金属切削过程
1、切屑形成及种类 1）切屑形成 塑性材料的切屑过程是一个：挤压变
形切离过程；经历了：弹性变形、塑性变形、挤 裂和切离四个阶段。 2）切屑的种类 ①带状切屑 ②节状切屑 ③崩碎切屑
2、积屑瘤
2、积屑瘤对切削过程的影响 优点： ①硬化刀刃保护刀具； ②增大前角γ利切削； ③粗加工时利用之。 不足：时积时流使工件表面粗糙；精加工时，予以限制。
2、切削运动 1）三个表面 在切削加工过程中，工件上存在三个不断变化的表面，
即：已加工表面、待加工表面和过渡表面。 （1）待加工表面 工件上即将切去切屑的表面。 （2）已加工表面 工件上已切去切屑的表面。 （3）过渡表面 工件上由切削刃形成的那部分表面，
即已加工表面和待加工表面之间的过渡表面。
2、切削运动
4、车刀的几何角度及其作用
2）后角αo 指主后刀面与切削平面之间的夹角。 作用：减小后刀面与工件之间的摩擦，它也和
前角一样影响刃口的强度和锋利程度。 选择原则：与前角相似，一般后角值为6～8
度。 3）主偏角 γ 指主切削平面与假定工作平面间夹角。
作用：影响切削刃工作长度、背向力、刀尖强 度和散热条件；主偏差越小，背向力越大，切削 刃工作长度越大，散热条件越好。
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。
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切屑的种类及形成
一、带状切屑
带状切屑是最常见的—种切屑。
它的内表面是光滑的，外表面是毛茸状的；如用显微镜观察，在侧面上也可以看到剪切面的条纹，但每个层片薄，肉眼看起来大体是平整的。
一般加工塑性金属材料，切削厚度较小，切削速度较高，刀具前角较大，得到的往往是这类切屑。
它的切削过程比较平稳，切削力波动较小，已加工表面粗糙度较小。
二、节状切屑
节状切屑，又称挤裂切屑，和带状切屑不同之处在于外弧表面成锯齿形，内弧表面有时有裂纹。
这种切屑大都在切削速度较低、切屑厚度较大的情况下产生。
三、粒状切屑(单元切削)
当切屑形成时，如果整个剪切面上剪应力超过了材料的破裂强度，则整个单元被切离，成为梯形的粒状切屑。
由于各粒形状相似，所以又叫单元切屑。
四、崩碎切屑
切削脆性金属时，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刀面的局部金属末经明显的塑性变形就在张应力状态下脆断,形成不规则的碎块状切屑,同时使工件加工表面凹凸不平。
工件材料越是硬脆，切削厚度越大时，越容易产生这类切屑。
前三种切屑是切削塑性金属时得到的。
形成带状切屑时切削过程最平稳，切削力的波动最小，形成粒状切屑时切削力波动最大。
在生产中—般最常见到的是带状切屑；当切削厚度大时，则得到节状切屑，单元切屑比较少见。
在形成节状切屑的情况下，改变切削条件：进一步减小前角，或加大切削厚度，就可以得到单元切屑；反之，如加大前角，提高切削速度，减小切削厚度，则可得到带状切屑。
这说明切屑的形态是可以随切削条件而转化的。