文档介绍：第三章 切削与磨削原理
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第1页，共106页，2022年，5月20日，10点38分，星期日
第3章 切削原理
Cutting Theory
机械制造工程学
切削过程
Cutting Process
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—长大
积屑瘤形成过程
积屑瘤影响
切屑
***
图3-9 积屑瘤
积屑瘤
Real
Real
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已加工表面的变形
σn
切削刃存在刃口圆弧，导致挤压和摩擦，产生第Ⅲ变形区。
A点以上部分沿前刀面流出，形成切屑；A点以下部分受挤压和摩擦留在加工表面上，并有弹性恢复。
hD
ΔhD
Δh
A
C
F
E
图3-10 已加工表面变形
A点前方正应力最大，剪应力为 0。
A点两侧正应力逐渐减小，剪应力逐渐增大，继而减小。
变形原因
变形情况
应力分布
τ
τ
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影响切削变形的因素
切削速度
进给量：进给量f越大，hD增大，摩擦系数减小，剪切角φ加大，变形系数Λh越小。
背吃刀量：背吃刀量ap对变形系数Λh基本无影响。
工件材料
***几何参数
切削用量（无积屑瘤的情况 、有积屑瘤的情况 ）
材料强度和硬度越大，变形系数h越小，即切屑变形越小。
影响最大的是前角。***前角γo越大，剪切角φ变大，变形系数h就越小
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切屑类型及切屑控制
形成条件
影响
名称
简图
形态
变形
带状，底面光滑，背面呈毛茸状
节状，底面光滑有裂纹，背面呈锯齿状
粒状
不规则块状颗粒
剪切滑移尚未达到断裂程度
局部剪切应力达到断裂强度
剪切应力完全达到断裂强度
未经塑性变形即被挤裂
加工塑性材料，切削速度较高，进给量较小， ***前角较大
加工塑性材料，切削速度较低，进给量较大， ***前角较小
工件材料硬度较高，韧性较低，切削速度较低
加工硬脆材料， ***前角较小
切削过程平稳，表面粗糙度小， 妨碍切削工作，应设法断屑
切削过程欠平稳，表面粗糙度欠佳
切削力波动较大，切削过程不平稳，表面粗糙度不佳
切削力波动大，有冲击，表面粗糙度恶劣，易崩刀
带状切屑
挤裂切屑
单元切屑
崩碎切屑
表3-1 切屑类型及形成条件
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切屑类型及切屑控制
切屑类型
带状切屑
Real
粒状切屑
Real
节状切屑
Real
崩碎切屑
Real
图3-11 切屑形态照片
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切屑类型及切屑控制
切屑控制
为使切削过程正常进行和保证已加工表面质量，应使切屑卷曲和折断。
切屑的卷曲是切屑基本变形或经过卷屑槽使之产生附加变形的结果（图3-12）
图3-12 切屑的卷曲
图3-13 断屑的产生
断屑是对已变形的切屑再附加一次变形（常需有断屑装置，图3-13）
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硬脆非金属材料切屑形成机理
G＞GC （3-4）
式中 G —— 裂纹扩展单位长度时释放的能量（应变能
释放率）；
GC ——裂纹扩展单位长度时所需的能量（裂纹扩
展阻力）。
K1＞K1C （3-5）
式中 K1 —— 应力强度因 子；
K1C —— K1临界值。
脆性断裂条件
对于Ⅰ型（张开型）裂纹，在平面应变条件下，脆性断裂条件为：
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硬脆非金属材料切屑形成机理
脆性材料切削过程
◆ 大规模挤裂与小规模挤裂交替进行（图3-14）