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。

金屬(shu)切(qie)(qie)削工藝包括有車(che)、刨(bao)、鉆、銑等不同的(de)(de)類(lei)型,但是概括地看,任何使用刀具從坯件或半成品上去除一定厚度的(de)(de)金屬(shu)層,而得到在形(xing)狀上及表面粗糙度上達到要求(qiu)的(de)(de)加(jia)工工藝都是切(qie)(qie)削加(jia)工。當(dang)工件與(yu)刀具接(jie)觸(chu),切(qie)(qie)削層金屬(shu)經過(guo)彈性(xing)變(bian)形(xing)、滑(hua)移和切(qie)(qie)離等階(jie)段而變(bian)為切(qie)(qie)屑的(de)(de)這一過(guo)程為金屬(shu)切(qie)(qie)削。
1. 切削屑及其(qi)類型

崩(beng)(beng)碎(sui)(sui)切(qie)屑:切(qie)削(xue)塑(su)性(xing)很小的金(jin)屬,當工件與(yu)刀具接觸后,就會(hui)(hui)發生彈(dan)性(xing)應(ying)力及應(ying)變(bian)。如這種(zhong)剪(jian)應(ying)力或張應(ying)力達(da)到(dao)工件金(jin)屬的斷(duan)裂強度時,工件便會(hui)(hui)突然(ran)崩(beng)(beng)去一塊,形成如圖7-2(a)所示的崩(beng)(beng)碎(sui)(sui)切(qie)削(xue)屑。
帶狀切(qie)屑:當(dang)(dang)切(qie)屑的(de)內應力沒有達到(dao)工件金屬的(de)斷(duan)(duan)裂強度,它將(jiang)沿著前傾而(er)繼(ji)續流動,因(yin)此(ci)連綿不斷(duan)(duan),形成如圖7-2(b)所示的(de)帶狀切(qie)屑。當(dang)(dang)被切(qie)削(xue)加工材料(liao)的(de)塑性較(jiao)(jiao)大(da)或刀具前角(jiao)較(jiao)(jiao)大(da)時,常(chang)(chang)常(chang)(chang)會得到(dao)這(zhe)種切(qie)屑。
節狀(zhuang)切(qie)屑:當工件金屬的塑性介(jie)于上述兩種情況之(zhi)間時,便會(hui)出(chu)現如(ru)圖(tu)7-2(c)所(suo)示的節狀(zhuang)切(qie)屑。
不(bu)僅被切削(xue)加(jia)工金屬的塑性可(ke)影響(xiang)屑的類(lei)型,而加(jia)工條件與屑的類(lei)型也有(you)很(hen)密(mi)切的關(guan)系(xi)。在一般(ban)情況下,前角愈大(da),切削(xue)速(su)度愈高(gao),切削(xue)屑愈薄,切屑越(yue)有(you)可(ke)能(neng)由粒狀(甚至崩(beng)碎)轉變為帶狀。
2. 金屬(shu)切削(xue)過(guo)程
金屬(shu)切(qie)(qie)削(xue)過程(cheng)實際(ji)上(shang)是切(qie)(qie)屑(xie)形(xing)(xing)(xing)(xing)成過程(cheng)。比較典型的(de)(de)切(qie)(qie)削(xue)過程(cheng)是:被(bei)(bei)切(qie)(qie)削(xue)金屬(shu)受到刀具擠(ji)壓而(er)產(chan)生(sheng)彈(dan)性(xing)(xing)變形(xing)(xing)(xing)(xing)。隨(sui)著刀具的(de)(de)切(qie)(qie)入,應(ying)(ying)力、應(ying)(ying)變逐漸加(jia)大。當剪應(ying)(ying)力達到材料的(de)(de)屈服(fu)強(qiang)(qiang)度時(shi),開始產(chan)生(sheng)塑性(xing)(xing)變形(xing)(xing)(xing)(xing)-滑移(yi)(yi)。刀具再繼(ji)續切(qie)(qie)入,當剪應(ying)(ying)力達到材料的(de)(de)抗拉強(qiang)(qiang)度時(shi),金屬(shu)層經過剪切(qie)(qie)滑移(yi)(yi)后(hou)被(bei)(bei)擠(ji)裂而(er)形(xing)(xing)(xing)(xing)成切(qie)(qie)屑(xie)。實際(ji)上(shang),由于加(jia)工(gong)材料等條件不同,切(qie)(qie)削(xue)過程(cheng)的(de)(de)這(zhe)三個階段(duan)并不完全顯示出來。例如,加(jia)工(gong)鑄鐵等脆(cui)性(xing)(xing)材料時(shi),被(bei)(bei)切(qie)(qie)層在(zai)彈(dan)性(xing)(xing)變形(xing)(xing)(xing)(xing)后(hou)很(hen)快形(xing)(xing)(xing)(xing)成切(qie)(qie)屑(xie)離開母材,而(er)加(jia)工(gong)塑性(xing)(xing)好的(de)(de)鋼材滑移(yi)(yi)階段(duan)特別明顯。由于切(qie)(qie)屑(xie)形(xing)(xing)(xing)(xing)成的(de)(de)過程(cheng)不同,切(qie)(qie)屑(xie)的(de)(de)形(xing)(xing)(xing)(xing)狀也不一樣。
3. 切(qie)削熱
切削(xue)和摩(mo)擦(ca)(ca)相似,切削(xue)是(shi)表面(mian)層切削(xue)現象(xiang),而(er)摩(mo)擦(ca)(ca)是(shi)極薄的表面(mian)現象(xiang),切削(xue)熱(re)主要包括來源于彈性、塑(su)性變形所產生(sheng)的熱(re)以及摩(mo)擦(ca)(ca)所產生(sheng)的熱(re)。
4. 切削液
切削液的(de)(de)功能,一(yi)方面(mian)可以(yi)減少(shao)摩擦,另一(yi)方面(mian)可以(yi)起到(dao)冷(leng)卻(que)作用(yong)。此外(wai),還(huan)有(you)降(jiang)低金屬(shu)強度的(de)(de)作用(yong)。

