1、切削層與切削參數(shù)
  金屬切削的過(guò)程是刀具與工件相互運(yùn)動(dòng)、相互作用的過(guò)程。刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以分解為兩個(gè)方面：一個(gè)是主運(yùn)動(dòng)；另一個(gè)是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
  主運(yùn)動(dòng)：使工件與刀具產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而進(jìn)行切削的最主要的運(yùn)動(dòng)。
  刀刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的主運(yùn)動(dòng)速度稱為切削速度。主運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)速度最高，消耗功率更大。主運(yùn)動(dòng)一般只有一個(gè)。
  進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：保證金屬的切削能連續(xù)進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)。
  工件或數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床刀具每轉(zhuǎn)動(dòng)一周或每行進(jìn)一個(gè)行程時(shí)，工件和刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的相對(duì)位移量，稱為進(jìn)給量。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)速度低，消耗功率小。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以有幾個(gè)，可以是連續(xù)運(yùn)動(dòng)，也可以是間歇運(yùn)動(dòng)。
  如圖1-1所示，外圓的車削運(yùn)動(dòng)中，Vc為切削刃某點(diǎn)切削速度，Vf為同一點(diǎn)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度，Ve為兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成速度。
  金屬切削過(guò)程是通過(guò)刀具切削工件切削層進(jìn)行的。在切削過(guò)程中，刀具的刀刃在一次走刀中從工件待加工表面切下的金屬層，被稱為切削層。切削層的截面尺寸被稱為切削層參數(shù)。此外，在切削層中還有一個(gè)重要概念--背吃刀量ap，它是在與主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向所組成的平面相垂直的方向上測(cè)量得到的工件上已加工表面和待加工表面間的垂直距離。

2、切削過(guò)程
  金屬切削過(guò)程實(shí)際是被切削金屬層在刀具的擠壓下產(chǎn)生剪切滑移的塑性變形過(guò)程，在切削過(guò)程中也有彈性變形，但與塑性變形相比可以忽略。切削過(guò)程中，還會(huì)產(chǎn)生積屑瘤，反過(guò)來(lái)又對(duì)切削產(chǎn)生影響。
(1)金屬切削過(guò)程的變形
  金屬在加工過(guò)程中會(huì)發(fā)生剪切和滑移，圖1-2表示金屬的滑移線與流動(dòng)軌跡，其中橫向線是金屬流動(dòng)軌跡線，縱向線是金屬的剪切滑移線。圖1-3表示金屬的滑移過(guò)程。由圖1-2可知，金屬切削過(guò)程的塑性變形通?？梢詣澐譃槿齻€(gè)變形區(qū)。
  ①第一變形區(qū)  切削層金屬?gòu)拈_(kāi)始塑性變形到剪切滑移基本完成，這一過(guò)程區(qū)域稱為第一變形區(qū)。
  ②第二變形區(qū)  產(chǎn)生塑性變形的金屬切削層材料經(jīng)過(guò)第一變形區(qū)后沿刀具前刀面流出，在靠近前刀面處形成第二變形區(qū)
  ③第三變形區(qū)  金屬切削層在己加工表面受刀具刀刃
(2)積屑瘤的形成及其對(duì)加工的影響
  在一定的切削速度和保持連續(xù)切削的情況下，加工塑性材料時(shí)，在刀具前刀面常常黏結(jié)一塊剖面呈三角狀的硬塊，這塊金屬被稱為積屑瘤。
  積屑瘤的形成可以根據(jù)第二變形區(qū)的特點(diǎn)來(lái)解釋。當(dāng)金屬切削層從終滑移面流出時(shí)，受到刀具前刀面的擠壓和摩擦，切屑與刀具前刃面接觸面溫度升高，擠壓力和溫度達(dá)到一定的程度時(shí)，就產(chǎn)生黏結(jié)現(xiàn)象，也就是常說(shuō)的“冷焊”。切屑流過(guò)與刀具黏附的底層時(shí)，產(chǎn)生內(nèi)摩擦，這時(shí)底層上面金屬出現(xiàn)加工硬化，并與底層黏附在一起，逐漸長(zhǎng)大，成為積屑瘤，如圖1-9所示。
  積屑瘤的產(chǎn)生不但與材料的加工硬化有關(guān)，而且也與刀刃前區(qū)的溫度和壓力有關(guān)。一般情況下，材料的加工硬化性越強(qiáng)，越容易產(chǎn)生積屑瘤；溫度與壓力太低不會(huì)產(chǎn)生積屑瘤，溫度太高也不會(huì)產(chǎn)生積屑瘤；與溫度相對(duì)應(yīng)，切削速度太低不會(huì)產(chǎn)生積屑瘤，切削速度太高，積屑瘤也不會(huì)產(chǎn)生，因?yàn)榍邢魉俣葘?duì)切削溫度有較大的影響。
  積屑瘤硬度很高，是工件材料硬度的2～3倍，能同刀具一樣對(duì)金屬進(jìn)行切削。它對(duì)金屬切削過(guò)程會(huì)產(chǎn)生如下影響。
  ①實(shí)際刀具前角增大  刀具前角%指前刀面與基面之間的夾角。如圖1-4所示，由于積屑瘤的黏附，刀具前角增大了一個(gè)yb角度，如把積屑瘤看成是刀具的一部分，無(wú)疑實(shí)際刀具前角增大，變?yōu)?+ yb。
  刀具前角增大可減小切削力，對(duì)切削過(guò)程有積極的作用。而且，積屑瘤的高度Hb越大，實(shí)際刀具前角也越大，切削越容易。
  ②實(shí)際切削厚度增大  由圖1-4可以看出，當(dāng)積屑瘤存在時(shí)，實(shí)際的金屬切削層厚度比無(wú)積屑瘤時(shí)增加了一個(gè)AhD，顯然，這對(duì)工件切削尺寸的控制是不利的。值得注意的是，這個(gè)厚度AhD的增加并不是固定的，因?yàn)榉e屑瘤在不停地變化，它是一個(gè)產(chǎn)生、長(zhǎng)大、最后脫落的周期性變化過(guò)程，這樣可能在加工中產(chǎn)生振動(dòng)。
  ③加工后表面粗糙度增大  積屑瘤的底部一般比較穩(wěn)定，而它的頂部極不穩(wěn)定，經(jīng)常會(huì)破裂，然后再形成。破裂的一部分隨切屑排除，另一部分留在加工表面上，使加工表面變得非常粗糙。因此，要想提高表面加工質(zhì)量，必須控制積屑瘤的發(fā)生。
  ④切削刀具的耐用度降低  從積屑瘤在刀具上的黏附來(lái)看，積屑瘤應(yīng)該對(duì)刀具有保護(hù)作用，它代替刀具切削，減少了刀具磨損。但積屑瘤的黏附是不穩(wěn)定的，它會(huì)周期性地從刀具上脫落。當(dāng)它脫落時(shí)，可能使刀具表面金屬剝落，從而使刀具磨損加大。對(duì)于硬質(zhì)合金刀具這一點(diǎn)表現(xiàn)尤為明顯。
  根據(jù)積屑瘤產(chǎn)生的原因可以知道，積屑瘤是切屑與刀具前刀面摩擦，摩擦溫度達(dá)到一定程度，切屑與前刀面接觸層金屬發(fā)生加工硬化時(shí)產(chǎn)生的，因此可以采取以下幾個(gè)方面的措施來(lái)避免積屑瘤的發(fā)生。
  a．首先從加工前的熱處理工藝階段解決。通過(guò)熱處理．提高零件材料的硬度，降低材料的加工硬化。
  b．調(diào)整刀具角度，增大前角，從而減小切屑對(duì)刀具前刀面的壓力。
  c．調(diào)低切削速度，使切削層與刀具前刀面接觸面溫度降低，避免黏結(jié)現(xiàn)象的發(fā)生；或采用較高的切削速度，提高切削溫度，因?yàn)闇囟雀叩揭欢ǔ潭?，積屑瘤也不會(huì)發(fā)生。
  d．更換切削液，采用潤(rùn)滑性能更好的切削液，減少切削摩擦。