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切削运动：用刀具切除工件上多余的金属，刀具和工件之间必须具有一定的相对运动，该运动称为切削运动。����切削运动包含主运动和进给运动。主运动：使刀具和工件产生主要相对运动，以切除工件上多余金属的基本运动称为主运动。主运动速度最高，消耗功率最大。在车削时，工件的旋转运动是主运动；在钻削、铣削和磨削时，刀具或砂轮的旋转运动是主运动；在刨削时，刀具或工作台的往复直线运动是主运动。进给运动：与主运动配合，连续不断地切除工件上多余金属，以切削出整个工件已加工表面的运动称为进给运动。合成切削运动：由同时进行的主运动和进给运动的合成运动称为合成切削运动。切削用量：在切削加工过程中，需要针对不同的工件材料、刀具材料和其他加工要求来选定适宜的切削速度v、进给量f或进给速度vf值，还要选定适宜的背吃刀量ap值。����切削速度、进给量和背吃刀量通常称为切削用量三要素。切削速度v：它是刀刃上选定点相对于工件的主运动线速度。当主运动是旋转运动时，切削速度由下式确定：（m/min或m/s)(1-1)dw—工件最大直径(mm)nw—工件主运动的转速(r／min或r／s)。进给量f：进给量f是工件或刀具的主运动每转或每一行程时，两者在进给运动方向上的相对位移量。进给速度vf：进给速度vf是刀刃上选定点相对于工件的进给运动的速度，单位为mm／s。背吃刀量ap：对车削和刨削而言，背吃刀量ap是工件上待加工表面和已加工表面间的垂直距离。����刀具切削部分的结构要素有三个刀面、两个刀刃和一个刀尖构成。1)前刀面Aγ：刀具上切屑流过的表面。2)主后刀面A2：与工件过渡表面相对的刀面。3)副后刀面A2'：与工件已加工表面相对的刀面。4)主切削刃S：前刀面与主后刀面的交线，它承担主要的切削工作，并形成工件上的过渡表面。5)副切削刃S'：前刀面与副后刀面的交线，协助主切削刃切除多余金属，形成已加工表面。6)刀尖：主切削刃和副切削刃相交部分。基面Pr：通过切削刃上选定点，垂直于主运动速度方向的平面。切削平面Ps:Ps:Ps:Ps:通过切削刃S上选定点与S相切，并垂直于基面Pr的平面。副切削平面Ps':Ps':Ps':Ps':通过副切削刃S'上选定点与S''相切，并垂直于基面Pr的平面。正交平面PoPoPoPo：通过切削刃上选定点，同时垂直于基面Pr和切削平面Ps的平面。法平面PnPnPnPn：通过主切削刃S上选定点，垂直于S的平面。背平面PfPfPfPf：通过主切削刃上选定点，平行于进给运动方向并垂直于基面Pr的平面。假定工作平面PpPpPpPp：通过主切削刃上选定点，垂直于Pr和Pf的平面。����在正交平面Po中测量的角度：前角γo：前刀面与基面之间的夹角。通过选定点的基面若位于楔形刀体的实体之外，前角为正值；反之为负值。后角αo：后刀面与切削平面之间的夹角。若通过选定点的切削平面位于楔形刀体的实体之外，后角为正值；反之为负值。楔角βo：前刀面与主后刀面之间的夹角。显然有：βo+γo+αo=90°。����在基面Pr中测量的角度：主偏角kr：主切削刃在基面上的投影与假定进给方向之间的夹角。副偏角k'r：副切削刃在基面上的投影与假定进给反方向之间的夹角。刀尖角εr：主切削刃与副切削刃在基面上投影之间的夹角。显然有：kr+k'r+εr=180°。����在切削平面Ps中测量的角度：刃倾角λs：主切削刃与基面之间的夹角。当刀尖是主切削刃上最低点时，刃倾角定为负值；当刀尖是主切削刃上最高点时，则刃倾角为正值。λs的正或负会改变切屑流出的方向。����在副正交平面中测量的角度：副后角α'o：副后刀面与切削平面之间的夹角；副前角γ'o：前刀面与基面之间的夹角。参考系参考平面符号正交平面参考系基面Pr切削平面Ps正交平面Po法平面参考系基面Pr切削平面Ps法平面Pn背平面和假定工作平面参考系基面Pr背平面Pf假定工作平面Pp����横车对有关工作角度的影响：切断车刀切削时，在不考虑横向进给运动的情况下，图图1-7中的vo及ao为正交平面内的标注前角和标注后角。当考虑横向进给运动后，切削刃选定点相对于工件的运动轨迹为一平面阿基米德螺旋线，其合成运动ve方向为过该点的阿基米德螺旋线的切线方向。工作基面Pre应垂直于ve，工作切削平面Pse应切于阿基米德螺旋线。因此，Pre和Pse均相对于Pr和Ps转动了一个μ角。使刀具的工作前角、工作后角变为：式（1-4）μ角是主运动方向与合成切削速度方向间的夹角。由图2-63可知：式（1-5）式中f--进给量；dw--工件加工直径（mm）。μ值随着切削刃趋近工件中心而增大。当直径很小时，μ值会急剧变大，可能使工作后角变为负值，此时工件常常被挤断。����切削层参数切削厚度：垂直过渡表面度量的切削层尺寸称为切削厚度。切削宽度aaaawwww：沿过渡表面度量的切削尺寸称为切削宽度。切削面积：即切削层在基面内的截面面积称为切削层面积。����直角自由切削直角切削：指刀刃垂直于合成切削运动方向的切削方式。斜角切削：刀刃不垂直于合成切削运动方向。直角切削方式，其切屑流出方向在刀刃法平面内；而斜角切削方式，切屑流出方向不在法平面内。自由切削：指只有一条直线刀刃参与切削。其特点是刀刃上各点切屑流出方向一致，且金属变形在二维平面内。非自由切削方式：曲线刀刃或两条以上刀刃参与切削的切削方式称为非自由切削方式。直角自由切削方式：既是直角切削方式，又是自由切削方式，故称为直角自由切削方式。刀具材料必须具备以下性能：1.高的硬度和耐磨性2.足够的强度和韧性3.高的热稳定性4.良好的物理特性5.良好的工艺性硬质合金：硬质合金是用高硬度、高熔点的金属碳化物（如WC、TiC、TaC、NbC等）粉末和金属粘结剂（如Co、Ni、Mo等）经高压成型后，再在高温下烧结而成的粉末冶金制品。金刚石刀具一般不易加工铁族金属：因为金刚石的C元素与铁原子有很强的化学亲和作用，使之转化为石墨，失去切削性能。金刚石热稳定性差，在700-800℃以上硬度下降很大，无法切削。目前金刚石刀具多用于有色金属及非金属（如耐磨塑料、石材）的加工，也用于制造磨具和磨料。切屑可分为以下四种类型：带状切屑、节状切屑（挤裂切削）、粒状切屑（单元切削）、崩碎切屑。����切削层金属在刀具作用下变成切屑的形态大体可划分为三个变形区。第一变形区((((Ⅰ))))：该区域是切屑变形的基本区。其特征是晶粒发生剪切滑移，并产生加工硬化。第二变形区((((Ⅱ))))：该区是刀－屑接触区。其特征是晶粒剪切滑移剧烈呈纤维化，纤维化方向与前刀面平行，有时有滞流层。第三变形区((((Ⅲ))))：该区是刀－工接触区。金属晶粒进一步剪切滑移，其方向平行已加工表面，并产生加工硬化和回弹现象。切屑变形程度的表示方法：由于切削时金属的塑性变形，使切下的切屑厚度ach通常要大于切削层厚度ac，而切屑长度lch却小于切削长度lc。用切屑厚度与切削厚度之比（厚度变形系数）或切削长度与切屑长度之比（长度变形系数）来表示切屑形成时的变形程度。cchaaa/=ξchclll/=ξξξξ==la刀----屑接触面可分为两个区域：一是粘结区，另一是滑动区。粘结区是内摩擦；滑动区是外摩擦。粘结区的内摩擦力远远大于滑动区的外摩擦力。粘结区正应力σγ很大，剪应力τs也很大，且等于材料的剪切屈服强度τγ。摩擦力是来自切屑底层金属间内部的剪切滑移，所以反映出是内摩擦；滑动区σγ、τγ都很小，在刀-屑分离处减到零，所以是外摩擦。积屑瘤：在切削速度不高而又能形成连续性切屑的情况下，加工一般钢料或其它塑性材料时，常在前刀面切削处粘有剖面呈三角状的硬块。其硬度通常是工件材料硬度的2～3倍，能够代替切削刃进行切削。这部分冷焊在前刀面的金属称为积屑瘤。����积屑瘤对切削过程的影响1）增大实际前角γb，使切削力减小.2）增大切削厚度，积屑瘤的产生、成长和脱落，可引起切削厚度振动。3）使加工表面粗糙度增大.4）影响刀具耐用度，积屑瘤相对稳定时，可代替刃切削，减少刀具磨损；不稳定时，可加剧刀具磨损。����切削力的产生来源：1）克服工件材料弹性变形的力；2）克服工件材料塑性变形的力；3）克服刀-屑及刀-工接触面间的摩擦力。����切削力的分解：FFFFzzzz：主切削力或切向力。它切于加工表面，并与基面垂直。用于计算刀具强度，设计机床零件，确定机床功率等。FFFFyyyy：背向力或径向力。它处于基面内并垂直于进给方向。用于计算的工件挠度并且是产生振动的主要作用力。FFFFxxxx：进给抗力或轴向力。它处于基面内与进给方向相同。用于计算进给功率和设计机床进给机构等。����影响切削力的主要因素1.1.1.1.工件材料的影响2.2.2.2.切削用量的影响背吃刀量对切削力的影响：背吃刀量ap增大，切削力成正比增加，背向力和进给力近似成正比增加。进给量对切削力的影响：进给量f增大，切削力也增大，但切削力的增大与f不成正比。切削速度对切削力的影响：切削速度vc对切削力的影响分为有积屑瘤阶段和无积屑瘤阶段两种，切削力减小。3.3.3.3.刀具几何参数的影响前角对切削力的影响：加工塑性材料时，前角增大，变形系数减小，因此切削力降低；加工脆性材料（加铸铁、青铜）时，由于切屑变形很小，所以前角对切削力的影响不显著。切削热的产生来源：剪切区、切屑与前刀面的接触区、后刀面与切削表面的接触区的切屑变形功和前﹑后刀面的摩擦功。切削热的传出：切削热是通过切屑﹑工件﹑刀具和周围介质向外传出。切削区的温度：切削区的平均温度称为切削温度。在切削变形区，工件、切屑和刀具上的切削温度分布，即切削温度场。切削温度的测量方法：自然热电偶法，人工热电偶法。切削区的温度分布：刀-削接触面上的温度高且梯度很大。前刀面和后刀面上的最高温度点都不在切削刃上，而是在离切削刃有一定距离的地方。刀具材料和工件材料的导热系数越小，前后刀面上的温度越高。����影响切削温度的主要因素切削用量的影响：1）切削速度vc对切削温度θ的影响最大，但随着进给量f的增大，切削速度vc对切削温度的影响程度减小。2）进给量f对切削温度θ的影响比切削速度vc小。3）背吃刀量ap对切削温度θ的影响很小。刀具几何参数对切削温度的影响工件材料对切削温度的影响刀具磨损对切削温度的影响刀具的三种磨损形式：前刀面磨损、后刀面磨损、边界磨损。刀具正常磨损的原因主要是机械磨损和热、化学磨损。前者是由工件材料中硬质点的刻划作用引起的磨损，后者则是由粘结、扩散、腐蚀等引起的磨损。刀具磨损五种机理（原因）：硬质点磨损、粘结磨损、扩散磨损、化学磨损、热电磨损。刀具的磨损过程分为三个阶段：初期磨损阶段、正常磨损阶段、急剧磨损阶段、初期磨损阶段。刀具的磨钝标准：刀具磨损到一定的限度不能继续使用，这个磨损限度成为磨钝标准。ISO标准统一规定以1/2背吃刀量处的后刀面上测定的磨损带宽度VBVBVBVB作为刀具的磨钝标准。自动化生产中的精加工刀具，则常以沿工件径向的刀具磨损尺寸作为刀具的磨钝标准，称为径向磨损量NBNBNBNB。刀具耐用度：指刀具刃磨后开始切削，一直到磨削达到刀具的磨钝标准所经过的切削时间，用T表示。合理耐用度选择的原则是根据优化目标确定的，一般按最大生产率、最低成本和最大利润为目标选择刀具耐用度。刀具的破损：在切削加工中，刀具有时未经过正常的磨损阶段，就发生损坏而不能继续正常工作，这种情况称为刀具破损。刀具破损的主要形式：崩刃、剥落、碎断、裂纹破损。刀具破损的原因：脆性破损：机械冲击负荷、热冲击；塑性破损：高温高压导致刀具表层材料发生塑性流动而丧失切削能力。前角的选择功用：增大前角，可减少切削变形，从而减少切削力、切削热和切削功率，提高刀具的使用寿命。但增大前角，会使切削刃强度降低，容易造成崩刃，另一方面使散热情况变坏，致使切削温度增高，刀具使用寿命下降。����选择合理刀具前角可遵循下面几条原则：根据工件材料和刀具材料的种类和性质。加工塑性材料(如钢)，应选较大的前角；加工脆性材料(如铸铁)，应选较小前角。工件材料的强度和硬度大时，切削力大，温度较高，宜选较小前角；反