金屬切削加工就是利用切削刀具從毛坯上切除多余的金屬,以獲得要求的形狀、尺寸和表面精度零件的加工方法。鑄造、鍛壓和焊接等工藝方法,通常只能用來制造毛坯和較粗糙的零件。凡是要求精度較高的零件,一般來說都需要進行切削加工。因此,切削加工在機械制造業中占有重要的地位。金屬切削加工雖然有各種不同的形式,如車、刨、銑、磨以及齒輪加工等(見圖7-1),但是也存在共同的現象和規律,即從毛坯上切削去多余的金屬。掌握這些現象和規律對正確地進行切削加工,對保證零件的加工質量,提高生產率和降低成本,都有著重要的意義。

金(jin)屬(shu)切(qie)削(xue)工藝(yi)包括有車、刨、鉆、銑等不同的(de)(de)類型,但是概括地看,任何使用刀(dao)具從坯(pi)件或半成品上(shang)去除(chu)一定厚度(du)的(de)(de)金(jin)屬(shu)層,而得到在形狀上(shang)及(ji)表面粗糙度(du)上(shang)達到要求的(de)(de)加工工藝(yi)都是切(qie)削(xue)加工。當工件與(yu)刀(dao)具接(jie)觸,切(qie)削(xue)層金(jin)屬(shu)經過(guo)彈性變(bian)形、滑(hua)移和切(qie)離等階(jie)段而變(bian)為切(qie)屑的(de)(de)這一過(guo)程為金(jin)屬(shu)切(qie)削(xue)。
1. 切削屑及其類型

崩(beng)碎(sui)(sui)切屑:切削塑性很小的(de)金屬,當工(gong)(gong)件與刀具接觸后,就會發(fa)生彈(dan)性應力(li)及(ji)應變。如這種剪應力(li)或張(zhang)應力(li)達到工(gong)(gong)件金屬的(de)斷裂強(qiang)度時(shi),工(gong)(gong)件便(bian)會突然崩(beng)去一塊,形成如圖7-2(a)所示(shi)的(de)崩(beng)碎(sui)(sui)切削屑。
帶狀切屑(xie):當切屑(xie)的(de)內應力沒有(you)達(da)到(dao)工(gong)件金屬的(de)斷裂強度,它(ta)將(jiang)沿著(zhu)前傾而(er)繼續(xu)流動,因此連綿不斷,形成如圖7-2(b)所示的(de)帶狀切屑(xie)。當被(bei)切削加工(gong)材(cai)料的(de)塑性較大或刀具前角(jiao)較大時,常常會得到(dao)這種切屑(xie)。
節狀切(qie)屑:當工(gong)件金屬的塑性(xing)介(jie)于上述(shu)兩種(zhong)情(qing)況之間時,便會出(chu)現(xian)如圖7-2(c)所示的節狀切(qie)屑。
不僅被切(qie)(qie)(qie)削(xue)加工金屬(shu)的塑性可影響屑的類型,而加工條件與(yu)屑的類型也(ye)有很密(mi)切(qie)(qie)(qie)的關(guan)系。在一(yi)般(ban)情況下,前角愈大,切(qie)(qie)(qie)削(xue)速度愈高,切(qie)(qie)(qie)削(xue)屑愈薄,切(qie)(qie)(qie)屑越有可能(neng)由粒狀(甚(shen)至崩碎)轉變為帶狀。
2. 金屬切(qie)削過(guo)程
金屬(shu)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)削過(guo)程實(shi)際(ji)上是切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)屑(xie)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)過(guo)程。比較典型的(de)(de)(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)削過(guo)程是:被(bei)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)削金屬(shu)受到(dao)刀具(ju)(ju)擠壓而產生彈性(xing)(xing)變(bian)形(xing)(xing)(xing)。隨著(zhu)刀具(ju)(ju)的(de)(de)(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)入(ru),應力(li)、應變(bian)逐漸加(jia)大(da)。當(dang)剪(jian)應力(li)達(da)到(dao)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)屈(qu)服(fu)強度(du)時,開始產生塑(su)(su)性(xing)(xing)變(bian)形(xing)(xing)(xing)-滑(hua)移。刀具(ju)(ju)再繼(ji)續(xu)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)入(ru),當(dang)剪(jian)應力(li)達(da)到(dao)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)抗拉強度(du)時,金屬(shu)層(ceng)(ceng)經過(guo)剪(jian)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)滑(hua)移后(hou)被(bei)擠裂而形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)屑(xie)。實(shi)際(ji)上,由(you)于(yu)加(jia)工(gong)材(cai)(cai)料(liao)(liao)等(deng)條件(jian)不(bu)(bu)同(tong),切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)削過(guo)程的(de)(de)(de)這(zhe)三(san)個階段(duan)并不(bu)(bu)完全顯示出(chu)來。例如,加(jia)工(gong)鑄鐵等(deng)脆性(xing)(xing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)時,被(bei)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)層(ceng)(ceng)在彈性(xing)(xing)變(bian)形(xing)(xing)(xing)后(hou)很快(kuai)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)屑(xie)離(li)開母(mu)材(cai)(cai),而加(jia)工(gong)塑(su)(su)性(xing)(xing)好的(de)(de)(de)鋼材(cai)(cai)滑(hua)移階段(duan)特別明顯。由(you)于(yu)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)屑(xie)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)過(guo)程不(bu)(bu)同(tong),切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)屑(xie)的(de)(de)(de)形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)也不(bu)(bu)一樣。
3. 切(qie)削熱
切削(xue)和摩擦相似,切削(xue)是(shi)表(biao)面層切削(xue)現象,而摩擦是(shi)極薄(bo)的(de)表(biao)面現象,切削(xue)熱(re)主要(yao)包括來源(yuan)于彈性、塑性變形所(suo)產(chan)生的(de)熱(re)以(yi)及摩擦所(suo)產(chan)生的(de)熱(re)。
4. 切(qie)削液
切削液的功能,一方面可以減少摩擦,另一方面可以起到冷卻作(zuo)用(yong)。此外,還有降低金屬強度的作(zuo)用(yong)。

