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的运动。此运动的速度较低，消耗功率较小。 切削过程中， 工件上形成如下3表面。 1）待加工表面。 2）加工表面。 3）已加工表面。 7.1.2切削用量 任何切削加工都必须选择合适的切削速度u，进给量f及背吃力量ap，它们合称切削用量。
7.1.3刀具切削部分基本定义 1.刀具切削部分结构要素
任何刀具都由切削部分和夹持部分组成。切削部分总时近似外圆车刀的切削部分为基本形态。
1）前刀面Ar.切屑沿其流出的表面。
2）后刀面Aa.与工件上新形成的过渡表面相对的表面。
3）副后刀面A’a.与副切削刃毗邻、与工件已加工表面相对的刀面，称为副后刀面。
4）主切削刃。前刃面与后刀面的交线。 5）副切削刃。前刀面与副后刀面的交线。
6）刀尖。指主切削刃和副切削刃的交点或连接部分。 2.刀具的主要工作角度
1）前角γo。前刀面与基面的夹角
2）后角αо。后刀面与切前平面的夹角。
3）主偏角Kr。切削平面与进给平面间的夹角。
4）副偏角K′r。副切削刃与进给运动方向在基面上投影间的夹角。 5)刃倾角λs。在切削平面内度量的主切削刃与基面间的夹角。 7.1.4刀具材料及选用
刀具材料主要是指刀具切削部分的材料。 1.刀具材料应具备的性能 1）高硬度。 2）高耐磨性。
3）足够的强度和韧度。 4）高耐热性。
5）具有良好的工艺性和经济性。 2.常用刀具材料及选用
常用的有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢。硬质合金、陶瓷。金刚石和立方氮化硼等。碳素工具钢和合金工具钢因耐热性差。目前最常用的工具材料是高速钢和硬质合金。 3.其它刀具材料 （1）涂层硬质合金 （2）陶瓷 （3）金刚石 （4）立方氮化硼
7.2金属切削过程中的基本规律 7.2.1切削变形
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金属切削的变形过程也就是切屑的形成的过程。 1.变形区的划分
在金属切削过程中，被切削金属层经受刀具的挤压作用，发生弹性变形、塑性变形，直至切离工件形成切屑沿切具前切面排出。 划分三个区。 2.切屑的形成过程
切屑形成过程可以描述如下：当刀具和工件开始接触时，材料内部产生应力和弹性变形；随着切削刃和前刀面对工件材料的挤压作用加强，工件材料内部的应力变形逐渐增大，当切应力达到材料的屈服点强度时，材料将沿着与走刀方向成45°的剪切面滑移，即产生塑性变形。切应力随着滑移量增加而增加，当切应力超过工件材料的强度极限时，切削层金属便与工件基体分离，从而形成切屑沿前刀面流出。
总之，切屑形成过程，就其本质来说，是被切削层金属在刀具刀削刃和前刀面作用下，经受挤压而产生剪切滑移变形的过程。 3.切屑形态 1）带状切屑 2）挤裂切屑 3）单元切屑 4）崩碎切屑
在以上四种切屑中，带状切屑的切削过程最平稳，单元切屑和崩碎切屑的切削力波动最大。在生产中，最常见的是带状切悄。 7.2.2切削力与切削功率
切削力是切削过程中重要的物理现象。 1.切削力的产生及分解
切削时，刀具切入工件使被加工工件材料发生变形成为切屑所需的力，即切削力。
（1）主切削力（切向力）Fc
它是主运动方向上的切削分力，切于过渡表面并与基面垂直，消耗功率最多，它是计算刀具强度，设计机床零件，确定机床功率的主要依据。 （2）进给力（轴向力或进给力）Ff
它是作用在进给方向上的切削分力，处于基面内并与工件轴线平行的力。它是设计进给机构，计算刀具进给功率的依据。 （3）背向力（径向力或吃刀力）Fp
它是作用在吃刀方向上的切削分力，处于基面并与工件轴线垂直的力。它是确定与工件加工精度有关的工件挠度，切削过程的振动的力。 2.切削功率。
3.影响切削力的因素
凡影响切削变形和摩擦系数的因素，都会影响切削力。 （1）工件材料
切削力还是随材料强度、硬度的增大而增大。 （2）切削用量
切削用量中ap和f对切削力的影响较明显。 （3）刀具几何参数
刀具几何参数中前角γo和主偏角Kr对切削力的影响比较明显。
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前角γo对切削力的影响最大。 7.2.3切削热与削温度
1.切削热的产生与传出 在切削加工中，切削变形与摩擦所消耗的能量几乎全部转化为热能。产生的热由切屑、刀具、工件和周围介质导出去。 2.影响切削温度的主要因素 （1）切削用量 切削速度增加，单位时间金属切除量成正比增加，功率消耗也增大，使切温度提高。在金属切除率相同的条件下，为降低切削温度，减少刀具磨损，提高刀具耐用度，在机床条件允许下，选用大背吃刀量和大进给比选用大的切削速度有利。
（2）刀具几何参数
1）前角。前角增大时，切削中的变形、摩擦均减小，使产生的切削减小，切削温度降低。
2）主偏角。主偏角减小，使切削厚度减小，切削宽度增大，刀刃散热条件得到到改善，故切削温度下降。
3）负倒棱及刀尖圆弧半径。当它们增大时，均使切削变形增大，切削热也随之增多，但同时又改善了散热条件，因此对温度影响很小。 （3）工件材料
工件材料的强度、硬度、塑性和热导率对切削温度的影响很大。 （4）刀具磨损的影响。 7.2.4刀具磨损 1.磨料磨损
2.冷焊（粘结）磨损。 3.扩散磨损
4.化学磨损（氧化磨损）
7.3提高生产率的途径 7.3.1工件材料的切削加工性
1.切削加工性概念及衡量指标
（1）考虑生产和刀具耐用度的标志方法。 （2）考虑已加工表面质量的标志方法。
（3）考虑安全生产和工作稳定性的标志方法。
2.影响切削加工性的因素及改善材料切削加工性的途径。 （1）影响金属材料切削加工性的主要因素 1）材料的硬度和强度。 2）材料的塑性及韧性。 3）材料的导热性。
（2）改善材料切削加工性的途径
生产中通常用热处理方法来改变材料的金相组织，以达到改善切削加工性能的目的。 7.3.2切削液
切削液是金属切削加工的重要配套材料。可以改善刀具与工件及切屑间的摩擦状况，降低切削温度和切削力，减轻刀具磨损，减小工件热变形，从而提高刀具耐用度、加工质量和生产效率，降低加工成本。
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1.切削液的功用 （1）润滑作用 （2）冷却作用 （3）清洗作用 （4）防锈作用 2.切削液的种类 （1）水溶液 （2）乳化液 （3）切削油
7.3.3刀具几何参数的合理选择
1.前角的功用及其选择 （1）前角γo的功用
1）影响切屑变形和切削力及功率。
2）影响刀头强度、受力性质及散热条件。 3）影响切屑形态和断屑。 4）影响加工表面质量。 （2）前角的选择原则
1）刀具的材料，如硬质合金刀的前角比高速钢刀角小。
2）工件材料，加工塑性材料时，刀具前角要大一些，而加工脆性材料的刀具，为提高刃口强度，前角要小一些。
3）加工要求，精加工刀具，为提高加工表面质量，前角要大一些；而粗加工刀具。为减少磨刀次数，提高刀具强度和生产效率，前角要小一些。
4）工艺系统刚度，系统刚度差，为减小切削力，其前角要选大一些。 5）成形车刀，为了防止刃口的畸变，其前角要选得小一些。
6）在自动线上，为了减小加工尺寸变化，使线上工作稳定，前角应小一些。
2.后角的功用及其选择 （1）后角αо的功用
1）影响刀具与工件的摩擦。 2）影响刀具刃口的锋利性。 3）影响刀头的体积和刀具寿命
4）影响切削刃的强度和刀头的散热条件。 （2）后角的选择原则
1）后角受前角的制约，前角大的刀具，为了使刀具具有一定的强度，应选择小一些的后角。
2）根据加的实际情况选择，粗加工时，为了提高刀具的强度。
3）根据系统刚度选择，系统刚度差，为减小系统的振动，后角应选小一些。
4）有尺寸要求的刀具，重磨后要保证尺寸基本不变，后角应选小一些。 5）切削脆性材料时，为增加刀加口抗冲击力，后角要小一些；切削塑性材料时，宜取较大的后角。
3.主、副角偏角的功用及选择 （1）主、副偏角Kr、K′r的功用 1）影响切削层形状和刀尖角。
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2）影响刀尖的散热条件及刀尖强度。 3）影响切削力的比值。 4）影响残留面积高度。
5）影响断屑效果及排屑方向。 （2）主偏角的选择原则。
1）粗、半精加工的刀具，因为其切削力大、振动大，对于抗冲击性差的刀具材料，应选择大的主偏，以减小振动。
2）系统刚性不足时，为减小切削的振动，应选择大一些的主偏角。 3）加工强度大，硬度高的材料时，为减小切削刃上的单位负荷、改善切削刃区的散条件，应选择小一些的主偏角。 4）对用于单件小批量生产的刀具，为求一刀多用，一般Kr=45°或90°。 4.刃倾角的功用及其选择 （1）刃倾角λs的功用
1）影响切屑的流出方向。
2）影响实际切削前角和切削刃的锋利性。 3）影响刀尖的强度和刀尖的散热条件。 4）影响切削力的工作长度。 5）影响切入、切出的平稳性。 6）影响切削分力之间的比值。 （2）选择原则及参考值 1）一般钢材和灰铸铁，粗加工时为提高刀具强度和寿命，常取λs=0°～-5°；精加工时，为避免切屑流向已加工表面，一般取λs=0°～5°。加工有色金属时，为提高刀具的锋利度，一般取λs=5°～10°。
2）加工淬硬钢，为提高刀尖的强度，一般取λs=-5°～12°。 3）当系统刚度不足时，为减小切削力，尽量不用负刃角倾角。 4）对有冲击载荷的加工，为避免刀尖受到冲击，一般λs=-5°～-15°，冲击大取小值，甚至可用λs=-30°～-45°。
5）金刚石和立方氮化硼刀具，为提高抗冲击能力，一般取λs=0°～-5°。
7.3.4切削用量的合理选择
1）粗车时，ap、f均较大，故u较小；精车时，ap、f均较小，所以u较大。
2）工件材料强度、硬度较高时，应选较低u；反之，u较高。 3）刀具材料的性能越好，u也选得越高。
此外，在选择u时，还应考虑如下问题。
1）精加工时，应尽量避开积屑瘤和鳞刺产生的区域。 2）断续切削时，为减少冲击和热应力，应适当降低u。 3）在易发生振动情况下，u应避开自激振动的临界速度。
4）加工大件、细长件、薄壁件及带硬皮的工件时，应选用较低的u。
第8章金属切削方法 8.1车削加工 8.1.1车床
车床主要用于加工各种回转表面、回转体端面以及螺纹面，还可用来
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