【正文】 護作用。積屑瘤增 大了刀具的實際工作前角，使刀具變得鋒利，減小切削變形，降低了切削力。由于積屑瘤前端伸出于切削刃之外，會產(chǎn)生過切，使切削厚度增加了 ΔhD。 （ 4）增加已加工表面粗糙度 首先， 由于積屑瘤高度非周期性的變化，使得切削厚度也無規(guī)則變化，工件已加工表面會出現(xiàn)高低不平； 其次， 脫落掉的積屑瘤碎片黏附在已加工表面上惡化表面粗糙度； 另外， 積屑瘤高度的不斷變化造成刀具切削刃高度的不斷變化會引起振動，導(dǎo)致在工件已加工表面上刻劃出溝紋，嚴重影響以加工表面粗糙度。 （ 2） 減少進給量和切削厚度。 （ 4） 提高刀具刃磨質(zhì)量、合理選用切削液，可以減輕摩擦，降低切削溫度和減少黏結(jié)，能夠抑制積屑瘤的產(chǎn)生或降低積屑瘤的高度。 （ 6） 對工件材料適當熱處理，提高硬度，降低塑性。 金屬材料經(jīng)硬化后提高了屈服強度，并在已加工表面上出現(xiàn)顯微裂紋和殘余應(yīng)力，降低了表面質(zhì)量和材料的疲勞強度，并給下道工序帶來加工困難，增大刀具的磨損，從而使刀具壽命下降。 （ 1） 磨出鋒利的切削刃。 （ 3） 減小背吃刀量。 （ 5） 適當降低工件材料的塑性。 影響切削變形的主要因素 —— 工件材料的強度、硬度越高，刀 —屑間的正壓力越大，平均正應(yīng)力增大，切削溫度增加，刀 — 屑間接觸長度減小，摩擦系數(shù)減小，切削變形減小。但前角增大，則作用在前刀面的平均法向應(yīng)力會隨之減小，因此，摩擦系數(shù)會增大。 隨著切削速度提高，積屑瘤高度也逐漸增加，刀具工作前角隨之增大，因此， 減少。切削速度再繼續(xù)增高時，因切削溫度升高，摩擦系數(shù) μ減小而使 減小。 hA hAhA —— 進給量增大，切屑厚度增加，前面上正壓力增大，平均法向應(yīng)力增大，故摩擦系數(shù) μ減小，剪切角增大，因此切削變形系數(shù)減小，切削變形減小。它是影響工藝系統(tǒng)強度、剛度和加工工件質(zhì)量的重要因素。在目前自動化生產(chǎn)、精密加工中，常利用切削力來檢測和監(jiān)控加工表面質(zhì)量、加工精度和刀具磨損的程度。 法向力 切削作用在刀具前面和后面上。幾個方面的作用力便形成了作用在刀具上的合力 F。 如圖 ，在切削時，各種切削力的總和形成作用在刀具上的合力 F。 a） b） 圖 切削時的合力及其分力 切向力（主切削力） —— 在主運動方向上的分力； 背向力（徑向力或切深抗力） —— 在垂直于工作表面上的分力； 進給力（軸向力力） —— 在進給運動方向上的分力。 22222 fPCCD FFFFFF ?????rDp FF ?cos? rDf FF ?sin ；、時， 00 ??? fDPr FFFk ??? 90r? 0?pF Df FF ? 實驗可得，當 各分力間近似關(guān)系為： 隨著切削條件的不同，三個分力之間的比例可在較大范圍內(nèi)變化，但主切削力 的值總是最大。切向力 作用在工件上，并通過卡盤傳遞到機床主軸箱，它是設(shè)計機床主軸、齒輪和計算主運動功率的主要依據(jù)；由于 作用使刀桿彎曲、刀片受壓，故用它決定刀桿、刀片尺寸； 是設(shè)計夾具和選擇切削用量的重要依據(jù)。在縱車外圓時，如果加工工藝系統(tǒng)剛性不足，背向力 是影響加工工件精度、引起切削振動的主要原因。 （進給抗力） 軸向力 是作用在進給方向上的切削分力，處于基面內(nèi)并與工件軸線平行的力。 消耗總功率的 1％～5％。計算切削功率用于核算加工成本和計算能量消耗，并在設(shè)計機床時根據(jù)它來選擇機床主電動機功率。 cFcv 根據(jù)式（ ）求出切削功率值，再按下式計算主電動機的功率 （單位為 kw）： EP mCE PP ?/?（ ） 式中： ηm—— 機床傳動效率，一般取 ηm=～ 0. 85。 在生產(chǎn)實際中，常采用指數(shù)公式計算切削力，該指數(shù)公式是通過大量的切削實驗，將實驗數(shù)據(jù)通過數(shù)學(xué)分析或微機處理后建立的，故也稱為切削力實驗公式。 （ 1）單位切削力 —— 可用單位切削層面積切削力或單位切削層寬度切削力表示。 表 常用材料的單位切削力 單位切削力 ck 材料 牌 號 制造、 熱處理狀態(tài) 硬度 HBW （ N/mm2） 結(jié)構(gòu)鋼 45（ 40Cr） 熱軋或正火 187（ 212） 1962 調(diào)質(zhì) 229（ 285） 2305 灰鑄鐵 HT200 退火 170 1118 鉛黃銅 HPb591 熱軋 78 736 硬鋁合金 2A12 淬火及時效 107 834 ck610 ??（ ） （ 2）單位切削功率 —— 是在單位時間內(nèi)切除單位體積材料所需的切削功率。 當背吃刀量 和進給量 f 增大時，都會使切削力增加，但兩者的影響程度是不同的。在相同的切削層橫截面積下，若切削效率相同時，增大進給量 f 比增大背吃刀量 既省力又節(jié)能；若消耗功率相同，則允許選用更大的進給量，可提高生產(chǎn)效率。加工脆性金屬時變形和摩擦均較小，故切削速度對切削力影響不大。 工件材料是通過材料的剪切屈服強度 、塑性變形程度與刀具間的摩擦等條件影響切削力的。在強度和硬度相近時，其塑性和韌性越高，切削力越大；加工硬化嚴重的材料，切削力也越大。 刀具前角增大，切削變形系數(shù)減小，故切削力明顯減小。主偏角對三個切削分力都有影響，其中對 的影響較大。 s?fp FF 、 后面磨損，使刀具與加工表面間摩擦加劇，故切削力 增大。不同的刀具材料與工件材料之間的親合力和摩擦系數(shù)不同，因而切削力也不同。 pc FF、 切削熱與切削溫度 在切削過程中，金屬材料發(fā)生極大的變形與摩擦，變形和摩擦所消耗的能量絕大部分都轉(zhuǎn)化成熱量（ 切削熱）。 在刀具的切削作用下，切削層金屬發(fā)生彈性和塑性變形，切屑與刀具前面，工件與刀具后面之間產(chǎn)生摩擦，變形和摩擦產(chǎn)生熱量（即產(chǎn)生切削熱的原因）。例如，在干車削鋼時，其傳熱比例為： Q屑 =50～ 86%， Q刀 =40～ 10%， Q工 =9～ 3%， Q介=1%。 高速切削時，切屑的溫度很高，而工件和刀具的溫度則相對較低，有利于切削加工的順利進行。采用冷卻性能好的水溶劑切削液能有效地降低切削溫度。 （ 2） 切削區(qū)域的最高溫度點不在切削刃上，而是在前面上離切削刃有一定距離的地方。該處壓力高，熱量集中。 （ 3） 剪切區(qū)中，在剪切面上各點的變形功大致相同，故各點處溫度值較接近，但垂直剪切面方向的溫度梯度很大。 （ 5） 工件材料塑性越大，切削溫度分布越均勻；材料脆性越大，最高溫度點離刀刃越近。 （ 7） 切屑帶走熱量最多，它的平均溫度高于刀具、工件上的平均溫度。 a） 刀具、工件、和切屑中溫度分布 b） 刀具中溫度分布 圖 切削溫度的分布 控制切削溫度的措施 在保證刀具切削刃強度的前提下，適當增大刀具前角，減少切削層金屬的塑性變形，以減少切削熱的產(chǎn)生。由于散熱起主要作用，故切削溫度下降。 在保證切削效率不降低的前提下，為了降低切削溫度，可在適當增大背吃刀量和進給量的同時，降低切削速度。切削液的導(dǎo)熱率、比熱容和流量越大，澆注方式越合理，則切削溫度越低，冷卻效果越好。 刀具磨損與刀具壽命 刀具在切削過程中，高溫、高壓和強烈摩擦使得刀具材料逐漸被磨損。 （ 1）正常磨損 。 1）后面磨損。 2）前面磨損。 3）前、后面同時磨損。 4）副后面磨損。 a） 后面磨損 b） 前面磨損 圖 正常磨損 （ 2）非正常磨損 ：主要指脆性破損和塑性破損。 因嚴重塑性變形造成切削刃和倒角刀尖區(qū)的塌陷。 在斷續(xù)、沖擊切削條件下，或用脆性刀具材料切削易引起切削刃微粒脫落。 常因刃磨造成內(nèi)應(yīng)力、積屑瘤脫落和在重載切削時，刀刃與刀面出現(xiàn)大面積脫落。 由熱循環(huán)而致使的材料疲勞，或因間斷切削，切削液澆注不均勻使切削溫度急變，在垂直切削刃方向上出現(xiàn)的裂紋。 （常用后面磨損量來判別） （ 1）刀具的磨損過程 圖 質(zhì)合金車刀磨損過程的磨損曲線，由圖可知， 磨損分三個階段： 1）初期磨損階段（ I）。初期磨損量的大小與刀具的刃磨質(zhì)量直接相關(guān)。 經(jīng)期磨損后，刀面上的粗糙表面已被磨平，壓強減小，磨損比較緩慢。 3）急劇磨損階段（ Ⅲ ）。如果繼續(xù)使用，則刀具切削刃產(chǎn)生損