成“滞留层”。当摩擦力旦大于材料内部晶格之间的结合力时，“滞流层”中的些材料就会粘附在刀具近刀尖的前面上，形成积屑瘤。影响积屑瘤的主要因素由于积屑瘤是在很大的压力强烈摩擦和剧烈的金属变形的条件下产生的。因而，切削条件也必然通过这些作用而影响积屑瘤的产生长大与消失。工件材料当工件材料的硬度低塑性大时，切削过程中的金属变形大，切屑与前刀面间的摩擦系数大于和接触区长度比较大。在这种条件下，易产生积屑瘤。当工件塑性小硬度较高时，积屑瘤产生的可能性和积屑瘤的高度也减小，如淬火钢。切削脆性材料是产生积屑瘤的可能更小。刀具前角刀具前角增大，可以减小切屑的变形切屑与前刀面的摩擦切削力和切削热，可以抑制积屑瘤的产生或减小积屑瘤的高度。据有关资料介绍，刀具前角时，积屑瘤产生的可能就小。切削速度切削速度主要是通过切削温度和摩擦系数来影响积屑瘤的。当刀具没有负倒棱时，在极低的切削速度条件下，不产生积屑瘤。以中碳钢为例，切削速度时，积屑瘤从生产到生长到最大。也即是说，切削温度为左右时，切屑与刀具间的摩擦系数最大，积屑瘤达到最高高度。随着切削速度相应的切削温度提高，积屑瘤的高度逐渐减小。高速切削时，由于切削温度很高以上，切屑底层的滑移抗力和摩擦系数显著降低，积屑瘤也将消灭。所以我们日常精加工时，为了达到较低的已加工表面粗糙度的办法是采用在刀具耐热性答应范围内的高速切削，或采用低速或低速。影响积屑瘤的因素工件材料塑性越大，越容易产生积屑瘤。切削速度当工件材料定时，切削速度是影响积屑瘤的主要因素。规律高速或低速不易产生积屑瘤。图切削速度是影响积屑瘤的主要因素积屑瘤的作用优点积屑瘤的硬度比原材料的硬度要高，可代替刀刃进行切削，提高了刀刃的耐磨性同时积屑瘤的存在使得刀具的实际前角变大，刀具变得较锋利。缺点积屑瘤的存在，在实际上是个形成脱落再形成再脱落的过程.部分脱落的积屑瘤会粘附在工件表面上。刀具刀尖的实际位置也会随着积屑瘤的变化而改变.。同时，由于积屑瘤很难形成较锋利的刀刃，在加工中会产生定的振动。所以这样加工后所得到的工件表面质量和尺寸精度都会受到影响。图.切屑的折断原理金属切削加工是典型的材料去除不可逆过程。加工过程中，金属材料伴随着大应变和高温状态产生的的塑性变形和断裂并最终形成切屑．在现代高精度高效率和高自动化的金属切削加工中，切屑控制问题越来越成为切削加工中的重要课题。不利的屑形将严重影响操作安全加工质量刀具寿命机床精度和生产效率．随着虚拟制造技术的深入研究，为我们对切削加工过程的切屑仿真研究提供了良好的途径，它将其生成卷曲折断过程的运动控制溶人参数化驱动的实时加工过程仿真演示中，真正建立起具有“沉韫感”的加工环境的虚拟体现．因此有必要对切屑的形成变形和折断的机制与规律进行深人的研究，以便对切屑形态进行有效的控制并为实时加工过程仿真提供切屑造型的依据．并能进步通过切屑控制和预测来优化切削参数。切屑形成的复杂性金属切削加工的过程是个很复杂的过程，包含和涉及到很多物理机理因素，如切削力切削热刀具磨损以及工件表面质量等，它们都是以切屑的件都是未知的，甚至连边界本身也无法确定．因此我们很难用简单的解析法得出切削中过程形成流出的解析解。削加工中对切屑形成及切屑形状的影响因素很多，并且关系复杂，影响结果相当大．在实际加工中，许多不稳定的因素如刀具的磨损，工件材料的不均匀性及机床的动态特性都会导致切屑形状的改变。而对于不同的刀具刃形，材料及不同的加工参数，其切屑形状的差异就更大园此，切屑形成的因素错综复杂，如不经过预先试验，般很难准确地预测出切屑的形状。但是，切削过程与切屑形成有其本身的规律，当切削条件在定范围内变更时，切屑形状的变化有定的规律可循，切削加工实践及研究证明，使切屑的形状控制在定的允许范围内是能够做到的。切屑的形成卷曲及折断切屑的分类方法有很多，其中以国际生产加工研究协会的分类法和国际标准化组织的分类法应用最为广泛。切屑分类法比较系统地反映了切屑流出卷曲折断与切屑类型之间的密切关系，有利于研究切屑的卷曲规律和断屑原理。我们下面的讨论将以这种分类法为基础展开。．切屑的形成卷曲刀具切人工件时，被切金属层经剪切面发生弹塑性措移变形成为切屑。对于切屑的卷曲，文献认为，前刀面的摩擦作用是切屑卷曲的主要原因．这是因为前刀面的挤压作用使切屑厚度方向存在不同的残余应变，使切屑晶粒翻转从而引起切屑的卷曲。同时，刀具卷屑槽的存在将在很大程度上影响切屑的卷曲。日本的中山雄指出正常状态的切屑般是螺旋形切屑，其形状可由螺旋外径，螺距，螺旋面与轴线的夹角确定。切屑流出后，受到工件刀具机床等的阻碍引起变形或折断，从而形成各种类型的切屑。因此，其它形状的切屑可以看成是螺旋切屑的演变和组合。图螺旋形切削形状参数由切削机理可知，对螺旋形切屑产生影响的参数有切屑上卷曲率．，横卷曲率．，流屑角玑则螺旋切屑的形状参数可表示为切削加工过程中，影响及因素很多，诸如，被加工材料的性质，切削用量，刀具几何参数，冷却液及加工方式等．通过对主要影响因素的分析计算和对其它因素进行综合实验，我们得到如下公式．切屑的折断确定了切屑螺旋参数后，为了得到预期的屑型和最优的断屑效果，我们还必须对断屑机理进行研究．从分类法中，我们可以看到，当切屑的卷曲曲率很小时，容易形成长带屑或缠乱屑当成切屑的卷曲曲率较大时，如果切屑流出时没有受到工件或刀具的阻碍，或受到阻碍后又脱离了阻碍，则会形成连续的螺旋屑如果切屑受到阻碍后不能脱离阻碍，则形成各种类型的折断屑．可见，切屑卷曲曲率对切屑的类型有很大的因此有由于直角坐标轴与滑移线相切，因此对于而言，。由于沿曲线和的角度是不断变化的，因此偏导数不等于零，从而使切屑在形成过程中产生变形和卷曲。图两滑移线间的滑移线转角图切屑中的应力切屑的变形和卷曲根据滑移线性质的汉基定理可知，滑移线与与是无限接近的。线在点与点的法线的交点为线在点的曲率中心线在点与点的法线的交点为线在点的曲率中心。在图中。线在点的曲率半径等于线在点的曲率半径加上滑移线由点与点的弧长增量。由于弧长见图，从而使切屑发生变形。同理，由于弧长，切屑必然发生卷曲。在图中，用个剪切面代替第变形区，如果用点流动到剪切面上的点，第二滑移线与第滑移线在点的切线垂直，即剪应力与平行于第滑移线在点的切线的正应力形成直角。在坐标系内，为原点，即为第二滑移线的切线，轴即为和的合力方向，并与成的夹角，与第滑移线在点的切线的夹角为。由于和的夹角为。和形成个力矩，使切屑以空间坐标时为为轴发生卷曲。此外，随着切屑在前刀面上流动，其底层受到挤压，晶粒被拉长，造成切屑底部膨胀，促使切屑进步弯曲变形，引起切屑卷曲。切屑屑形及其控制金属材料的性能不同，其滑移性质也不相同，即使在相同条件下进行切削，所得切屑的类型尺寸变形程度也不相同。对于多晶体的塑性金属，切应力与作用于滑移线上的正应力的大小和方向无关，引起滑移面切变的原子移动是依次发生的，因此在切削塑性金属时容易得到连续状切屑。低塑性金属或因形变硬化使塑性变差的金属的切应力与正应力的大小和方向有关，容易产生刚性滑移或称机械滑移，它与塑性金属发生的位错式滑移明显不同，由原子层组成的原子群在滑移面上相对于另些材料层同时滑动，随着滑移的产生，滑移带的不完整性破坏增大，结果将导致宏观完整性破坏。因此，切削脆性金属时，容易因机械滑移而得到崩碎切屑。车刀几何参数示意图切削塑性金属时，断屑是需要解决的主要矛盾。为有利于断屑，应尽可能增大切屑的基本变形和附加变形。如以较高切削速度切削碳钢或合金钢时，为得到螺旋卷屑长紧卷屑或形切屑，车刀应采用外斜式卷屑槽见图，刀具合理几何参数范围，，值由背吃刀量则和进给量决定，当时，.。文献等给出了这方面的些参考数据，但文献中给出的切削用量刀具几何参数尤其是倒棱卷屑槽等参数以及附加断屑台或断屑器结构尺寸等与切削用量相匹配的数据多是在特定试验条件下得出的，如工件材料性质或切削条件改变，刀具几何参数断屑台或断屑器尺寸等也需通过试验重新确定。切削灰铸铁等脆性金属时，如何得到连续屑形也是大难题。内排屑大长细比深孔仿形加工。国内几家重型机器制造厂相继研制成和采用了深孔套料钻，已成功加工出长的发电机转自内孔。西安石油大学与年成功地将喷吸效应原理应用到外排屑枪钻系统，使枪钻的加工性能大大提高年又研制成功多尖齿内排屑深孔钻，使大长细比深孔仿形加工的稳定性和耐用度大大提高。.深孔加工简介深孔的定义在机械加工工艺中，孔的加工主要分为浅孔加工和深孔加工两大类。两类加工之间没有准确的界限。般规定孔深与孔径之比大于，即的孔称为深孔反之的孔被称之为浅孔。在机械加工中浅孔般采用麻花钻加工。麻花钻结构如图所示。其结构直径螺旋角和螺旋槽导程之间的关系为人们在实践中发现，为了顺利排屑，麻花钻次钻削的钻削深度不应超过螺旋槽导程的，即。将其带入式.得图麻花钻的螺旋角由查得，麻花钻的螺旋角取值在之间。代入式得。所以麻花钻的良好工作的钻深是小于倍孔径。因此，尽管麻花钻在钻浅孔时是功效很高的机夹刀具，但是受钻深限制，使用麻花钻加工深孔时必须频繁退刀和进刀有时还需要对钻头和被加工孔进行冷却润滑，使功效大大降低。深孔加工的分类深孔加工可分为般深孔加工钻镗铰等精密深孔加工珩磨滚压等和电深孔加工电火花电解等。般深孔加工又可按多种方式分类。按加工方式分类分为.实心钻孔法，用于加工无孔毛坯。如图。.镗孔法，用于提高孔的精度和降低孔的内表面粗糙度。如图。.套料钻孔法，使用空心钻头钻孔，加工后可取出根芯棒。如图图深孔加工方式按运动形式分类分为.工件旋转，刀具做进给运动。.工件不动，刀具作旋转进给运动。.工件旋转，刀具做反向旋转进给运动。.工件作旋转进给运动，刀具不动。此方法很少采用按排屑方式分为内排屑外排屑两种方式。外排屑又分为前排屑后排屑两种方式。按加工系统冷却分类分为枪钻系统系统喷吸钻系统系统。深孔加工的特点深孔加工是处于封闭或半封闭状态下进行的，故其具有以下特点.不能直接观察到刀具的切削情况。目前只能凭经验，通过听声音看切屑观察机床负荷及材料由于其切削性能差，切削热量大，刀具耐用度很低，容易堵屑，而造成刀具工件甚至机床损坏。大长细比深孔仿形加工对工艺刀具和设备有着比较特殊的要求，目前专门化的研究机构还比较少，因此，该项技术目前在许多企业中都属于“瓶颈”问题。如果该项技术能够得到有效推广，必将大大地提高我国机械制造业的技术水平，产生巨大的社会及经济效益，市场前景非常乐观。深孔加工在各行各业应用都比较普遍，如枪炮管深孔加工，发动机输水孔活塞销曲轴通油孔，车辆的减振器筒液压缸，火箭发射装置的精密高强度导管，航空仪表的测流测压精密管，核电站的不锈钢管的加工，石油测井仪器等等。这是项具有代表性既关系到产品性能质量，又关系到工艺成本和生产周期的关键技术。如能以最少的投入，最快的速度使我国深孔加工技术提高到国际先进水平，对于我国制造行业的技术改造和综合国力的提高将有巨大促进。专门用于加工深孔的钻头。在机械加工中通常把孔深与孔径之比大于的孔称为深孔。大长细比深孔仿形加工时,散热和排屑困难，且因钻杆细长而刚性差，易产生弯曲和振动。般都要借助压力冷却系统解决冷却和排屑问题。大长细比深孔仿形加工的钻孔长度或深度大于等于孔直径的三倍。所用钻有时称为或喷吸钻。冷却液通过钻头内部送到切削边。大长细比深孔仿形加工在机械加工中占有非