切屑的类型及控制.

机械制造技术切削过程切削过程切削过程是刀具从工件表面上切除多余材料，从切屑形成开始到已加工表面形成为止的完整过程。

一、切屑的形成过程在刀具的作用下，切削层金属经过一个复杂的过程变成切屑。

在这一过程中，切削层的形态发生了变化。

产生这一变化的根本原因是切削层金属在刀具的作用下产生老变形，这就是切削过程中的变形。

伴随切削过程的变形，出现一系列的物理现象，如切削力、切削热、切削温度、刀具磨损、积屑瘤等。

切削过程的变形是研究切削过程的基础。

图1 塑性金属材料的剪切破坏 削过程三个变形区图1所示模型说明了切削过程的变形。

塑性金属材料在刀具的作用下，沿与作用力成45o 的方向产生剪切滑移变形，当变形达到一定极限值时，就会沿着变形方向产生剪切滑移破坏。

若刀具连续运动，虚线以上的材料就会在刀具的作用下与下方材料分离。

金属切削过程与上述过程基本相似。

如图2所示，在刀具的作用下，切削层金属经过复杂的变形后与工件基体材料分离形成了切屑。

这一过程中产生的变形可以划分为三个区域，即三个变形区，它们是位于切削刃前OAM之间的第I变形区、靠近前刀面的第II变形区和位于后刀面附近的第III变形区。

图2 切削过程三个变形区（1） 第一(Ⅰ)变形区切削层金属从开始塑性变形到剪切滑移基本完成的过程区，也就是图3所示OA与OM之间的区域就是第一(Ⅰ)变形区。

图3 金属切削过程的三个变形区金属材料在OA线以左发生弹性变形。

在OA线上，材料的剪应力达到屈服强度τs，开始塑性变形，产生滑移，OA称为始滑移线。

随着刀具的连续移动，原来处于滑移线上的金属不断向刀具靠拢，应力和变形也逐渐增大，达到OM线时，应力和变形达到最大值。

超过OM线，切削层金属将沿前刀面流出，形成切屑，完成切离。

OM线称为终滑移线。

OA线和OM线之间的区域是塑性变形区域。

第一变形区是金属切削变形过程中最大的变形区，在这个区域内，金属将产生大量的切削热，并消耗大部分功率。

此区域较窄，宽度仅0.02~0.2mm。

第三章切削与磨削原理3.1 切屑的形成过程学习目标：本节主要讨论金属材料的切削过程，并对硬脆非金属材料的切削过程进行简单介绍。

学习本节必须研究切屑形成过程的物理本质及其变形规律，熟悉不同切屑类型以及切屑控制方法。

3.1.1 切屑的形成过程切屑的形成工件上切屑层的金属材料,在刀具前刀面的推挤作用下发生了塑性变形，最后沿某一面剪切滑移形成了切屑。

切屑形成的过程切屑形成的过程实质是切削层受到前刀面的挤压后产生的以滑移为主的塑性变形过程。

切屑形成过程动态演示被切金属的受力变形分析由图3-2塑性金属(紧靠刀尖前面的被切金属层及切屑)的切屑根部金相照片可知，刀尖前面的金属晶粒变成为沿某一方向倾斜的纤维状结构，发生了极大的剪切变形，且剪切区内的剪切线与自由表面的交角约为45°(符合塑性力学理论)。

一般这一变形区的宽度仅为0.02～0.2mm。

切削速度愈高，宽度愈小。

因此可以将变形区视为一个剪切平面，称为剪切面，剪切面与切削速度夹角以φ表示，称为剪切角。

如图3-3所示。

金属除在剪切区发生显著变形外，还形成3个变形区，如图3-4所示。

图3-4说明：一般将剪切区称为第一变形区，其位置如图中Ⅰ所示，靠前刀面处称为第二变形区，如图中的Ⅱ。

由图3-2可看出，在已加工表面处也发生了显著的变形，方格已纤维化，这是已加工表面受到切削刃和后刀面的挤压和摩擦造成的。

这一部分一般称为第三变形区，如图中的Ⅲ。

3.1.2 切屑变形程度的表示方法剪应变ε切削过程中金属的塑性变形主要集中于第一变形区，且主要形式是剪切滑移，因而其变形量可用剪应变ε来表示，如图3-5所示。

..........(3-1)根据图中所示的几何关系，可导出剪应变ε和剪切角φ的关系：.......................(3-2)按此式计算，剪切角愈小，剪切变形量愈大，即切屑变形愈大。

变形系数Λh由于切削时金属的塑性变形，使切下的切屑厚度h ch通常要大于切削层厚度h D，而切屑长度l ch却小于切削长度l c，如图3-6所示。

金属切削过程的基本规律金属切削过程中的变形一、切屑的形成过程1．变形区的划分切削层金属形成切屑的过程就是在刀具的作用下发生变形的过程。

图2-10是在直角自由切削工件条件下观察绘制得到的金属切削滑移线和流线示意图。

流线表明被切削金属中的某一点在切削过程中流动的轨迹。

切削过程中，切削层金属的变形大致可划分为三个区域：（1）第一变形区从OA线开始发生塑性变形，到OM线金属晶粒的剪切滑移基本完成。

OA线和OM线之间的区域（图中Ⅰ区）称为第一变形区。

（2）第二变形区切屑沿前刀面排出时进一步受到前刀面的挤压和摩擦，使靠近前刀面处的金属纤维化，基本上和前刀面平行。

这一区域（图中Ⅱ区）称为第二变形区。

（3）第三变形区已加工表面受到切削刃钝圆部分和后刀面的挤压和摩擦，造成表层金属纤维化与加工硬化。

这一区（图中Ⅲ区）称为第三变形区。

在第一变形区内，变形的主要特征就是沿滑移线的剪切变形，以及随之产生的加工硬化。

OA称作始滑移线，OM称作终滑移线。

当金属沿滑移线发生剪切变形时，晶粒会伸长。

晶粒伸长的方向与滑移方向（即剪切面方向）是不重合的，它们成一夹角ψ。

在一般切削速度范围内，第一变形区的宽度仅为0．02－0．2mm，所以可以用一剪切面来表示（图2－12）。

剪切面与切削速度方向的夹角称作剪切角，以υ表示。

2．切屑的受力分析在直角自由切削的情况下，作用在切屑上的力有：前刀面上的法向力Fn 和摩擦力Ff；剪切面上的正压力Fns和剪切力Fs；这两对力的合力互相平衡，如图2－14所示。

如用测力仪直接测得作用在刀具上的切削分力F c和F p，在忽略被切材料对刀具后刀面作用力的条件下，即可求得前刀面对切屑作用的摩擦角β，进而可近似求得前刀面与切屑间的摩擦系数μ。

二、切削变形程度切削变形程度有三种不同的表示方法，分述如下。

1．变形系数在切削过程中，刀具切下的切屑厚度h ch通常都大于工件切削层厚度h D，而切屑长度l ch却小于切削层长度l c。

切屑的类型名词解释切削是一项重要的制造工艺，在制造行业中发挥着至关重要的作用。

而在切削过程中，切削机床产生的切屑则是不可忽视的副产品。

切屑是指在切削过程中由刀具将工件切削下来的薄片状或颗粒状废料。

切屑的类型由切削材料、刀具类型以及切削参数等因素决定，并且对切削的效率、加工质量等方面有着直接的影响。

下面将对切屑的类型进行详细解释。

1. 离型式切屑离型式切屑是指在切削过程中，切屑从刀具与工件的接触区域中迅速脱离，并沿着刀具的刃部形成直线状的切削废料。

这种类型的切屑多见于切削硬脆材料，如玻璃、陶瓷等。

由于材料的脆性导致切屑迅速断裂，形成直线型的切削废料，常常在切削过程中容易造成切削力的突然增大，需要特殊的刀具设计和切削参数调整。

2. 螺旋式切屑螺旋式切屑是指切削过程中切屑呈螺旋状缠绕在刀具上。

这种类型的切削废料多见于连续切削过程，如车削和铣削等。

螺旋状的切削废料形成原因是切削时工件与刀具之间的切削速度不一致，导致切削废料沿着刀具的边缘形成螺旋状的切屑，通常用于连续切削过程，有助于除去切削区域的热量，减少切削过程中的摩擦和磨损。

3. 螺纹式切屑螺纹式切屑是指切削过程中形成的螺纹状切削废料。

这种类型的切削废料多见于铣削和钻削等工序。

螺纹状切削废料的形成原因是切削区域与刀具的角度不一致，导致切削废料具有螺旋状的外形。

螺纹式切屑在实际生产中常常需要注意切削参数的选择，以免切屑卡住或者切削废料堵塞刀具等问题。

4. 粉末状切屑粉末状切屑是指切削过程中形成的颗粒状细小切削废料。

这种类型的切削废料多见于高速切削和磨削等工艺。

由于切削速度较快或者切削力较小，导致切削废料不容易形成大块的废料，而呈现出颗粒状的细微切屑。

粉末状切屑对切削机床的清洁性要求较高，需要配备高效的排屑设备，以免切削废料堵塞设备或者影响切削质量。

总之，切削过程中产生的切屑类型多种多样，不同类型的切削废料对切削效率、加工表面质量等方面都有着直接的影响。

学长告诉你，选择填空判断看两遍就全会了，考试题全从这里面出。

简答题大题出8个，就从下面这60多道题目里面出，大题出两个，一个上面的车刀分析，一个机床传动（老师都给过），小题没有答案，自己做2014机械制造技术基础课程复习题一、单选题，1. 车削时，主运动是A. 工件的回转运动B. 工件的直线运动C. 刀具的回转运动D. 刀具的直线运动2. 在基面内测量的角度是＿。

A. 前角B. 后角C. 主偏角D. 刃倾角3. 当切削刃安装高于工件中心时，其实际工作前角A. 变大B. 变小C. 不变4. 在切削用量三要素中，影响切削热的主要因素是A. V cB. fC.a p5. 在切削铸铁等脆性材料时，得到切屑类型是A. 带状切屑B. 节状切屑C. 粒状切屑D. 崩碎切屑6. CA6140机床代号中C表示。

A. 机床类别代号B. 机床通用特性代号C. 机床结构特性代号D. 机床组别号7. 车削螺纹时，必须保证主轴每转一转，刀具准确地移动被加工螺纹的一个A.走刀量B.螺距C.导程8．铣床加工常用的附件是A.中心架B.跟刀架C.万能分度头D.花盘9. 砂轮硬度是指外力作用下A. 磨粒的硬度高低B. 磨粒的大小C. 磨粒脱落的难易程度10. 铣削大平面时，一般选用A.端铣刀B.圆柱铣刀C.立铣刀D.键槽铣刀11. 车外圆时, 如主轴转速增大, 则进给量:A. 按比例变大;B. 不变;C. 变小;D. 因皮带可能打滑, 变与不变难确定。

12. 车削轴上短锥面时，应用什么方法加工？A. 靠模法；B. 扳转小滑板法；C. 偏移尾座法；D. 宽刀法。

13. 在车床钻孔时, 钻头常装在车床的部件是A. 中滑板;B. 方刀架;C. 尾座;D. 主轴。

14. 在车床和磨床上用双顶尖、卡箍和拨盘安装工件时, 卡箍的作用是A．防止工件轴向窜动; B.为了圆周定位; C.带动工件旋转。

15. 立式铣床的主运动是A．铣床工作台向上运动; B. 主轴的旋转运动;C. 铣床工作台的纵向移动;D. 铣床工作台的横向移动。

切屑控制与断屑措施汇报人：目录•切屑控制概述•切屑控制原理•切屑控制技术•断屑措施•切屑控制与断屑措施的应用案例01切屑控制概述切屑是金属切削加工过程中从被切削工件上切下来的金属薄片或带状物。

切屑概念在金属切削过程中，刀具对工件进行切削，使工件逐渐被去除，同时产生切屑。

切屑产生切屑的概念及产生连续且不断裂的切屑，通常呈螺旋状。

连续屑短而断续的切屑，通常在刀具后部形成。

短屑由于刀具磨损或切削参数不当导致的崩碎切屑。

崩碎屑过多的切屑会降低生产效率，因为需要经常清理工作区域和更换刀具。

生产效率产品质量刀具寿命切屑可能导致工件表面粗糙，影响产品质量。

切屑过多可能导致刀具磨损加快，缩短刀具寿命。

03020102切屑控制原理切屑控制是指通过采取一定的措施，对切削过程中产生的切屑进行控制，以避免切屑对加工过程和工件产生不良影响。

切屑控制的概念切屑控制对于保证加工过程的稳定性和提高工件的加工质量具有重要意义。

通过对切屑进行控制，可以减少切屑对机床、刀具和工件的损伤，同时提高加工效率和质量。

切屑控制的重要性切屑控制的概念及重要性在切削过程中，刀具对工件进行切削，产生切应力，使工件材料发生变形并形成切屑。

切应力的大小取决于刀具和工件之间的摩擦力、工件材料的力学性质以及切削速度等因素。

切屑形成的过程切屑形成的过程包括工件材料的剪切、挤压、滑移等变形行为，以及切屑与刀具和工件之间的摩擦、散热等物理现象。

通过对切屑形成的力学原理进行分析，可以建立切屑控制的力学模型。

该模型可以描述切屑控制的力学行为，为设计和优化切屑控制措施提供理论支持。

常用切屑控制方法根据切屑控制的力学模型，可以采取不同的方法对切屑进行控制，如改变刀具角度、采用断屑槽或断屑器、使用高压冷却等。

这些方法可以有效控制切屑的形成和排出，提高加工过程的稳定性和工件的加工质量。

03切屑控制技术刀具几何形状控制前角大小01前角的大小直接影响刀具的锋利程度和切削力。

前角越大，切削越轻快，但刀具的强度会降低。