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第三章金属切削过程的基本规律

本章主要介绍切削过程中基本规律的四个课题：切削变形、切削力、切削温度、刀具磨损及刀具寿命。由于切削时产生的变形、力、温度、磨损均会影响加工零件的质量、生产效率、成本，因此本章较为详细地介绍了它们的成因、对切削过程的作用和影响。由于切削变形是切削过程机理的基础，因此本章重点是：掌握切削变形基础知识，了解切削力、切削温度、刀具磨损对切削的作用，并深入了解切削用量和刀具角度等参数对切削规律的影响及计算方法。1

第一节切削变形和切屑形成过程第二节刀-屑面间摩擦和积屑瘤第三节已加工表面变形和加工硬化第四节切削力第五节切削热与切削温度第六节刀具磨损和刀具寿命2图3-1三个变形区域3图3-2切屑形成过程

a）切屑上的作用力b）切削层的剪切滑移过程c）切屑形成金相照片4图3-3切削变形程度表示

a）切屑与切削层尺寸b）前角、剪切角与切削变形关系c）剪切角确定5图3-4刀—屑面间摩擦区a)内摩擦区应力分布b）内摩擦区内粘结照片c)晶粒呈纤维化6图3-5积屑瘤7图3-6已加工表面层内晶粒变化8图3-7切削力的组成及其分力

a）切削力来源b）切削分力在立体图上表示c）切削分力在平面图上表示9图3-8单向电阻式测力仪的工作原理10图3-9背吃刀量和进给量增加对切削层面积形状的影响a)由ap-f形成切削面积形状b)由2ap-f形成切削面积形状c)由ap-2f形成切削面积形状

11图3-10切削速度对积屑瘤、切削力的影响加工条件：工件45钢、硬质合金刀具、ap=4.5mm、f=0.67mm/r12图3-11主偏角κr对切削力影响

a）主偏角对切削厚度影响b）主偏角接近90°时对切削力的影响13图3-12切削热产生与传散区域14图3-13热电偶法测温简图

a）自然热电偶法b）人工热电偶法

1-顶尖2-铜塞3-主轴4-切屑5-绝缘层6-工件7-刀具15图3-14切削温度分布

a）刀具、切屑和工作中温度分布b）刀具中温度分布

加工条件：刀具材料P20（YT20）、υc=60m/min加工条件：工件材30Mn4，ap=3mm、f=0.25mm/r16图3-15刀具的磨损形成a)前面、后面上磨损照相图b）前面、后面上磨损形式17图3-16刀具破损的形式

a）崩碎

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