五．变形程度的表示方法
1. 剪切角 2. 相对滑移或剪应变 3. 变形系数 a / l
六． 前刀面的挤压与摩擦及其对切屑变形的影响
特征：使切屑底层靠近前刀面处纤维化，流动速度 减慢，甚至滞留在前刀面上； 切屑弯曲； 由摩擦产生的热量使切屑与刀具接触面温度升高。
1. 2. 3. 4.
七． 积屑瘤的形成及其对切削过程的影切 屑的情况下，加工一般钢料或其他 塑性材料时，常常在刀具前刀面粘 着一块剖面有时呈三角形的硬块。 它的硬度很高，通常是工件材料的 2~3倍，在处于比较稳定的状态时， 能够代替切削刃进行切削。这块冷 焊在前刀面上的金属就叫积屑瘤。
第三节 金属切削过程及其物理现象
一． 国内外切削理论研究概述
1. 2. 3. 1870年，俄国学者基麦就开始了切削理论的研究工作，提出塑 性金属的切削过程是由挤压产生的剪切过程。 1913年~1916年，乌沙丘夫的研究使人们对切削过程的认识 由外部深入到内部。 1907年，美国学者泰勒(Taylor)发表了（On the Art of Cutting Metal）一书，提出了著名的切削速度与刀具耐用度关 系式（著名的泰勒公式），对生产应用产生了重大影响。 1941年，美国学者麦钱特（Merchant)发表了（Mechanics of the Metal Cutting Process)的著名论文，提出了塑性金属 切削是剪切过程的力学模型，推导了剪切角的理论公式。
4.
5.
6.
在Merchant之后，诸多学者对剪切角的理论推导，剪切角与变形 的关系以及切削速度对切屑变形的影响进行了广泛的研究。如美国 学者李-谢弗、苏联学者佐列夫、澳大利亚学者奥克斯利、日本学 者中山一雄、日本学者臼井英治、华裔学者赵佩之、美国学者阿尔 伯莱特等都各自做出了一定的贡献。 1981年起，在刘培德教授的带领下，大连理工大学机械系金属切 削原理与刀具教研室的多位老师开展了切削理论的研究。取得的成 果有： 提出了正交切削时刃前区应力分析的新模型（带弯矩的切削力学模 型） 证明了切削过程中存在弯矩，弯矩的存在使切屑发生弯曲。通过一 定手段控制弯矩的大小及正负控制切屑的卷曲与折断，从而发展了 断屑理论。解决了诸多生产难题，如上海宝钢无缝钢管厂在西德产 数控车床上螺纹加工的断屑问题。
2. 第Ⅱ变形区（摩擦变形区）切屑与前刀面相互摩擦的区 域。 3. 第Ⅲ变形区（加工表面变形区）已加工表面与后刀面相 互接触的区域。 特征：已加工表面受到切削刃钝圆部分与后刀面的挤压 与摩擦，产生变形和回弹，造成纤维化和加工硬 化。
四．第一变形区内金属的剪切变形
特征：沿滑移线的剪切变形，以及随之产生的加 工硬 化。
降低切削速度，使切削温度降低，粘结现象不易产生。 增大切削速度，使切削温度升高，粘结形象不再产生。 采用润滑性能好的切削液，减小摩擦。 增加刀具前角，以减小切屑与前刀面接触区的压力。 适当改变工件材料的加工特性，减小加工硬化倾向。
3.
影响积屑瘤产生和大小的因素
金属材料的硬化程度 刃前区的温度与压力
4.
积屑瘤对切削过程的影响
实际切削前角增大 实际切削厚度增大（背吃刀量增大） 使加工表面粗糙度增大（积屑瘤的突出部分不光滑使加 工表面变得粗糙） 对刀具寿命有影响
5. 防止积屑瘤产生的主要方法

2.
积屑瘤是如何产生的？
切屑与前刀面（由于相互摩擦变得非常洁净） 在一定温度和压力下产生粘结（冷焊）；切屑 从粘在刀面的底层上流过，形成内摩擦；如果 温度和压力适当，底层上面的金属因内摩擦而 变形，也会发生加工硬化，从而被阻滞在底 层，粘成一体；粘结层逐渐长大，直到该处的 温度与压力不足以造成粘结，积屑瘤就生成了。
作用在切屑上的力 剪切角与前刀面摩擦角的关系 前刀面与切屑底部的摩擦情况 影响前刀面摩擦系数的因素
恩斯特(Ernst)和麦钱特(Merchant)剪切角公式


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2

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李-谢弗(Lee-Shaff)剪切角公式


4
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影响前刀面上摩擦系数的因素
工件材料：工件材料的强度和硬度越大，摩擦系数会略 有减小。 切削厚度：切削厚度增加时，正应力随之增大，摩擦系 数会略有减小。 切削速度：随切削速度的增加，摩擦系数一般是先增大 后减小。 刀具前角：在一定速度范围内，前角越大，摩擦系数越 大。
二． 研究金属切削过程的实验方法
1. 2. 3. 4. 5. 6. 侧面方格变形观察法 高速摄影法 快速落刀法 扫描电镜显微观察法 光弹性、光塑性试验法 其他试验方法（显微硬度测量、X射线衍射法、测量切削力、切 削温度等的仪器和方法）
三．变形区的划分
1. 第Ⅰ变形区（基本变形区） OA与OM之间是切削层的塑性 变形区。