金属切削原理与刀具(金属切削过程中的物理现象)

金属切削过程是工件和刀具相互作用的过程。1851年，法国人M.科克基拉最早测量了钻头切削铸铁等材料时的扭矩。径向力F──在平行于基面的平面内，与进给方向垂直，又称推力；轴向力F──在平行于基面的平面内，与进给方向平行，又称进给力。《金属切削原理与刀具》内容在讲授时，可根据本校的实际情况作适；增减。

金属切削过程中的物理现象

金属切削过程中的物理现象有切削变形、切削力、切削热、刀具磨损。

一、金属切削简介

金属切削是金属成形工艺中的材料去除加成形方法，在当今的机械制造中仍占有很大的比例。金属切削过程是工件和刀具相互作用的过程。刀具从待加工工件上切除多余的金属，并在控制生产率和成本的前提下，使工件得到符合设计和工艺要求的几何精度、尺寸精度和表面质量。

为实现这一过程，工件与刀具之间要有相对运动，即切削运动，它由金属切削机床提供。机床、夹具、刀具和工件构成一个机械加工工艺系统。金属切削过程的各种现象和规律都将在这个系统的运动状态中去研究。

二、发展简史

金属切削原理的研究始于19世纪中叶。1851年，法国人M.科克基拉最早测量了钻头切削铸铁等材料时的扭矩。

列出了切除单位体积材料所需功的表格1864年，法国人若塞耳首先研究了刀具几何参数对切削力的影响1870年，俄国人季梅首先解释了切屑的形成过程，提出了金属材料在刀具的前方不仅受挤压而且受剪切的观点。

切削力与切削热

一、切削力

切削时刀具的前面和后面上都承受法向力和摩擦力，这些力组成合力F，在外圆车削时，一般将这个切削合力F分解成三个互相垂直的分力：切向力F──它在切削速度方向上垂直于刀具基面，常称主切削力。

径向力F──在平行于基面的平面内，与进给方向垂直，又称推力；轴向力F──在平行于基面的平面内，与进给方向平行，又称进给力。一般情况下，F最大，F和F较小，由于刀具的几何参数刃磨质量和磨损情况的不同和切削条件的改变，F、F对F的比值在很大的范围内变化。

切削过程中实际切削力的大小，可以利用测力仪测出。测力仪的种类很多，较常用的是电阻丝式和压电晶体式测力仪。测力仪经过标定以后就可测出切削过程中各个分力的大小。

二、切削热

切削金属时，由于切屑剪切变形所作的功和刀具前面、后面摩擦所作的功都转变为热，这种热叫切削热。使用切削液时，刀具、工件和切屑上的切削热主要由切削液带走。

不用切削液时，切削热主要由切屑、工件和刀具带走或传出，其中切屑带走的热量最大，传向刀具的热量虽小，但前面和后面上的温度却影响着切削过程和刀具的磨损情况，所以了解切削温度的变化规律是十分必要的。

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顺铣和逆铣的特点