《金屬切削原理與刀具》課件 3金屬切削過程的基本規(guī)律

第三章

金屬切削過程的基本規(guī)律切削變形和切屑形成過程刀-屑面間摩擦和積屑瘤已加工表面變形和加工硬化切削力切削熱與切削溫度刀具磨損和刀具壽命第一節(jié)第四節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第五節(jié)第六節(jié)學習目標掌握金屬的切削過程，三個變形區(qū)的變形特點；掌握切削力的測量與計算方法；掌握切削溫度的測量與分布；掌握刀具磨損的機理，刀具壽命與切削用量之間的關系。金屬切削加工過程是一個十分復雜的過程。切削過程中工件刀具之間產(chǎn)生相對運動切削層產(chǎn)生彈塑性變形后變?yōu)榍行冀饘偾邢骷庸ぶ械母鞣N物理現(xiàn)象（切削力、切削熱、刀具磨損及加工表面質(zhì)量等）均以切屑成形過程為基礎金屬切削變形是切削過程中最基本、最本質(zhì)的問題。揭露金屬切削變形過程的物理本質(zhì)，研究變形是產(chǎn)生的物理現(xiàn)象及變化規(guī)律，是金屬切削基礎理論研究的一個根本課題。它對于合理使用與設計刀具、夾具和機床，提高加工質(zhì)量，降低成本，提高生產(chǎn)率和促進切削技術發(fā)展都有十分重要的意義。

3.1切削變形和切屑形成過程

金屬切削過程實質(zhì)上是切削層金屬受到刀具前面的推擠后產(chǎn)生的以剪切滑移為主的塑性變形過程。因此，金屬切削變形的主要方式是剪切滑移，切削過程的基本問題是切削層的變形問題。實際生產(chǎn)中的切削大多數(shù)情況是斜角非自由切削，切削過程中的變形是復雜的三維塑性變形。研究切削形成的機理時，將切削過程簡化為“直角自由切削”，切削過程的變形是二維變形，問題簡化。直角切削：主切削刃與切削速度方向垂直自由切削：只有一條切削刃參加切削

切屑的形成過程切削層的金屬彈性變形塑性變形擠裂切離切屑切削層的金屬受到刀具前刀面的推擠后產(chǎn)生彈性變形隨著切應力、切應變逐漸增大，達到其屈服強度時，產(chǎn)生塑性變形而滑移刀具繼續(xù)切入時，材料內(nèi)部的應力、應變繼續(xù)增大，當切應力達到其斷裂強度時，金屬材料被擠裂沿刀具前刀面流出金屬在加工過程中會發(fā)生剪切和滑移，表示了金屬的滑移線和流動軌跡，其中橫向線是金屬流動軌跡線，縱向線是金屬的剪切滑移線。金屬切削過程的塑性變形通?？梢詣澐秩齻€變形區(qū)。一、切削時的三個變形區(qū)域（一）第Ⅰ變形區(qū)（剪切滑移區(qū)）切削層金屬從開始塑性變形到剪切滑移基本完成的過程區(qū)。當切屑層達到OA線處時，切應力達到材料屈服強度，產(chǎn)生剪切滑移，切削層移到OM線上，剪切滑移終止，切削層脫離母體形成切屑，然后沿前面流出。

是金屬切削變形過程中主要變形區(qū)，在這個區(qū)域內(nèi)，金屬將產(chǎn)生大量的切削熱，并消耗大部分功率。此區(qū)域較窄，寬度僅0.02～0.2mm。圖3-2切屑形成過程

a）切削層的剪切滑移過程b）切屑形成時各作用角c）切屑形成金相照片（二）第Ⅱ變形區(qū)

切屑沿前刀流出時受到前面的擠壓和摩擦，變形進一步加劇，使靠近前面的金屬纖維化，基本與前面平行。切屑底層薄的一層金屬流動滯緩，稱為滯流層。而且，切屑與前刀面的壓力很大，高達2～3GPa，由此摩擦產(chǎn)生的熱量也使切屑與刀具溫度上升到幾百度的高溫，切屑底部與刀具前面發(fā)生粘結現(xiàn)象。（擠壓摩擦區(qū)）

切屑流出時與刀具前面接觸產(chǎn)生變形的區(qū)域。（三）第Ⅲ變形區(qū)

已加工表面受到切削刃鈍圓部分的擠壓和后面摩擦作用，產(chǎn)生變形與回彈，造成纖維化和加工硬化。已加工表面與后面的接觸區(qū)為第Ⅲ變形區(qū)。（擠壓摩擦回彈區(qū)）

近切削刃處已加工表面層內(nèi)產(chǎn)生變形的區(qū)域。刃前區(qū)：三個變形區(qū)匯集在切削刃附近，此處的應力集中而復雜，被切削層在此與工件本體材料分離。完整的金屬切削過程由上述三個變形區(qū)構成，既包括了切屑形成過程，又包括了已加工表面的形成過程。三個變形區(qū)之間是互相聯(lián)系又互相影響的。金屬切削過程中許多物理現(xiàn)象都和三個變形區(qū)的變形密切相關。研究切削過程中的變形，是掌握金屬切削技術的基礎。二、切屑類型由于工件材料不同，切削條件不同，切削變形的程度也就不同，因而所產(chǎn)生的切屑形態(tài)也就多種多樣。歸納起來，可分為以下四種類型：從左至右前三種為切削塑性材料的切屑，最后一種為切削脆性材料的切屑。圖3-3切屑的類型

a）帶狀切屑b）節(jié)狀切屑c）粒狀切屑d）崩碎切屑1、帶狀切屑

帶狀切屑是最常見的一種切屑。內(nèi)表面是光滑的，外表面是毛茸狀的。一般加工塑性金屬材料（如碳素鋼、合金鋼、銅和鋁合金）

，切削厚度較小、切削速度較高、刀具前角較大時，得到的往往是這類切屑。它的切削過程比較平穩(wěn)，切削力波動較小，已加工表面粗糙度較小。

2、節(jié)狀切屑

節(jié)狀切屑又稱擠裂切屑和帶狀切屑不同之處在于外表面呈鋸齒形，內(nèi)表面有裂紋。切削層在塑性變形過程中，剪切面上局部位置處剪應力達到材料強度極限而產(chǎn)生局部斷裂。一般加工微脆而易于引起剪切滑移的塑性材料（如黃銅）

，切削厚度較大、切削速度較低、刀具前角較小時，得到的往往是這類切屑。它的切削過程不平穩(wěn)，切削力波動較大，已加工表面粗糙度較大。

帶狀切屑節(jié)狀切屑粒狀切屑切削平穩(wěn)，力波動小滑移量較大，局部切削不平穩(wěn)，力波動大加工面光潔，斷屑難剪應力達斷裂強度加工表面粗糙少見↑γ0↑v↓ap↓γ0↓v↑ap↓γ0↓v↑ap↑γ0↑v↓ap3、粒狀切屑

粒狀切屑又稱單元切屑當切屑形成時，如果在節(jié)狀切屑的整個剪切面上剪應力超過了材料的破裂強度極限，裂紋擴展到整個面上，則整個單元被切離，成為梯形的粒狀切屑。

以上三種切屑只有在加工塑性材料時才可能得到。其中，帶狀切屑的切削過程最平穩(wěn)，粒狀切屑的切削力波動最大。切屑形態(tài)可以隨切削條件而轉(zhuǎn)化

：帶狀切屑、節(jié)狀切屑、粒狀切屑影響切屑形態(tài)的因素及切屑形態(tài)的相互轉(zhuǎn)化工件材料塑性前角切屑厚度切削速度

高低大小小大高低切屑形態(tài)對切削加工的影響切削力波動切削過程平穩(wěn)性加工表面粗糙度

小大好壞小大切削脆性金屬（如灰鑄鐵、鑄黃銅等）時，由于材料的塑性很小、抗拉強度較低，刀具切入后，切削層內(nèi)靠近切削刃和前刀面的局部金屬末經(jīng)明顯的塑性變形就在張應力狀態(tài)下脆斷。形成不規(guī)則的碎塊狀切屑，同時使工件加工表面凹凸不平。工件材料越是硬脆，切削厚度越大時，越容易產(chǎn)生這類切屑。由于它的切削過程很不平穩(wěn)，容易破壞刀具，也有損于機床，已加工表面又粗糙，因此在生產(chǎn)中應力求避免。改進方法：

減小切削厚度，使切屑成針狀或片狀；

適當提高切削速度，以增加工件材料的塑性。

4、崩碎切屑

三、切削變形程度的表示常用的指標有：剪切角Φ、切屑厚度壓縮比Λh(變形系數(shù)ξ）、剪切面上相對滑移量ε剪切角Φ

：剪切滑移面與切削速度方向之間的夾角。

Φ越小，切屑越厚越短，變形程度越大，切削越費力。Φ——衡量切削層變形程度的重要參數(shù)之一圖3-4切削變形程度表示

a）切屑與切削層尺寸b）前角、剪切角與切削變形關系c）剪切角確定在直角自由切削的情況下，作用在切屑上的力有：Fy

前刀面上的法向力Fn和摩擦力Ff合力Fr

剪切面上的正壓力Fns和剪切力Fs合力Fr′切屑厚度壓縮比Λh：表示切屑的外形尺寸變化大小的一個參數(shù)。在金屬切削加工中，刀具切下的切屑厚度hch通常都要大于工件上切削層厚度hD，而切屑長度lch卻小于切削層長度lD。根據(jù)Fr（主應力方向）與Fs（最大剪應力方向）之間的夾角為45°的原理李和謝弗(1eeandShaffer)公式

(1)當前角γo增大時，φ角隨之增大，變形減小。可見在保證切削刃強度的前提下，增大刀具前角對改善切削過程是有利的。(2)當摩擦角β增大時，φ角隨之減小，變形增大。因此在低速切削時，采用切削液以減小前刀面上的摩擦系數(shù)是很重要的。切屑厚度壓縮比Λ直觀地反映了切削變形程度，并且比較容易測量，較常使用。顯見，增大前角γo，減小前面上摩擦（β角），

剪切角Φ增大，切屑厚度壓縮比Λh減小，即切削變形小。3.2刀-屑面間摩擦和積屑瘤

前面與切屑的摩擦對切削層的變形有很大影響，它影響到切屑的形成、切削力、切削溫度、刀具的磨損、積屑瘤和鱗刺的形成以及已加工表面的質(zhì)量?？梢娧芯刻接懬懊嫔系哪Σ猎谇邢鬟^程中所起的作用，也是很重要的。一、刀-屑面間摩擦特點冷焊：在近刀刃處的lfi長度內(nèi)由于高溫、高壓作用，刀-屑面間接觸點被擠平而形成粘結或稱冷焊。（靠近前面處切屑底層很薄的一層金屬由于被粘結而滯流，而上層金屬仍在高速流動，這樣就在切屑底層的各層金屬間產(chǎn)生了內(nèi)摩擦。）切塑性金屬時前面上應力分布情況→刀-屑接觸區(qū)可分兩部分：粘結區(qū)lf1:

剪切滑移，內(nèi)摩擦滑動區(qū)lf2:

滑動摩擦，外摩擦（一般內(nèi)摩擦力約占總摩擦力的85%）特點：正應力σf是變化的，離刀刃越遠σf越??；而切應力τf在粘結區(qū)不變，等于材料的剪切屈服強度τs

。圖3-5刀—屑面間摩擦區(qū)a)內(nèi)摩擦區(qū)應力分布b）內(nèi)摩擦區(qū)內(nèi)粘結照片刀-屑面間摩擦系數(shù)切削時前面的摩擦，由粘結區(qū)的內(nèi)摩擦起主要作用。所以在研究刀屑的摩擦時，應以內(nèi)摩擦為主要依據(jù)。不同材料摩擦系數(shù)不同，主要是由于工件材料剪切屈服強度不同。當切削材料的強度和硬度越高，進給量f越大時，正壓力增大，摩擦系數(shù)μ減小，切削變形減小。

滯流層：刀-屑面間產(chǎn)生粘結，增大了切屑流出的阻力，促使切屑底面薄層內(nèi)流速減慢，出現(xiàn)了滯流層，其中底層流速為0。接近前面的切屑底層晶粒拉長，形成與前面平行的纖維層，流速很慢，變形程度非常劇烈。二、滯流層與積屑瘤形成積屑瘤：

在一定壓力和溫度條件下，流速極低的滯流層被剪切斷裂粘附在刀刃處，該粘附層受到了切屑流出時的擠壓和摩擦作用使硬度提高，高硬度的粘附層又繼續(xù)剪切流出切屑的底層金屬，如此層層堆積形成了硬楔塊，稱為積屑瘤。（切削速度連續(xù)切削塑性材料）

粘結冷焊→滯流層→積屑瘤圖3-6滯流層與積屑瘤a)滯流層b）刀刃處積屑瘤c）積屑瘤在切削

積屑瘤硬度很高可代替刀刃切削，但受到振動或外力作用下，會被切屑帶走或粘附在已加工表面上，繼而又形成、長高和脫落，如此重復進行。

1、積屑瘤對金屬切削過程產(chǎn)生的影響

（1）對刀具壽命的影響（2）增大實際刀具前角（3）增大表面粗糙度（4）影響加工精度（1）對刀具壽命的影響從積屑瘤在刀具上的粘附來看，積屑瘤可以保護刀刃，它代替刀具切削，減少了刀具磨損，提高刀具壽命。積屑瘤的粘附是不穩(wěn)定的，它會周期性的從刀具上脫落，當它脫落時，可能使刀具表面金屬剝落，從而使刀具磨損加大。對于硬質(zhì)合金刀具這一點表現(xiàn)尤為明顯。（2）增大實際刀具前角由于積屑瘤的粘附，刀具前角增大了一個γb角度，如把積屑瘤看成是刀具一部分的話，無疑實際刀具前角增大。刀具前角增大可減小切削力，對切削過程有積極的作用。而且，積削瘤的高度Hb

越大，實際刀具前角也越大，切削更容易。（3）增大表面粗糙度積屑瘤本身有一個變化過程。積屑瘤的底部一般比較穩(wěn)定，而它的頂部極不穩(wěn)定，經(jīng)常會破裂，然后再形成。破裂的一部分隨切屑排除，另一部分留在已加工表面上，使加工表面變得非常粗糙。可以看出，如果想提高表面加工質(zhì)量，必須控制積屑瘤的發(fā)生。（4）影響加工精度當積屑瘤存在時，實際的金屬切削層厚度比無積屑瘤時增加了一個△hD，顯然，這對工件切削尺寸的控制是不利的。值得注意的是，這個厚度△hD的增加并不是固定的，因為積屑瘤在不停變化，它是一個產(chǎn)生、長大、最后脫落的周期性變化過程，這樣可能在加工中產(chǎn)生振動。2、形成積屑瘤的條件

主要決定于切削溫度。此外，接觸面間的壓力、粗糙程度、粘結強度等因素都與形成積屑瘤的條件有關。1）一般說來，塑性材料的加工硬化傾向愈強，愈易產(chǎn)生積屑瘤；2）近切削刃處的溫度和壓力很低時，切屑底層塑性變形小，摩擦系數(shù)小，粘結不易產(chǎn)生，積屑瘤不易形成；高溫時，切屑底層材料軟化，剪切屈服強度下降，摩擦系數(shù)減小，積屑瘤也不易產(chǎn)生。（如切削中碳鋼）3）走刀量保持一定時，積屑瘤高度與切削速度有密切關系。在生產(chǎn)中對鋼、鋁合金和銅等塑性金屬進行較低速和中速車、鉆、鉸、拉和攻螺紋加工中常出現(xiàn)積屑瘤。

3、積屑瘤的控制影響積屑瘤的因素工件材料、切削用量、刀具角度、切削液等控制措施1）降低或提高切削速度。切削速度是通過切削影響積屑瘤的。通常vc＜3m/min或vc＞60m/min不易形成積屑瘤。

2）增大刀具前角、減小進給量、提高刀具刃磨質(zhì)量和澆注切削液，均能減小切屑與前面接觸區(qū)的壓力、摩擦和降低溫度，不易形成積屑瘤。課堂問題某工廠車工師傅在粗加工一件零件時，他采用了在刀具上產(chǎn)生積屑瘤的加工方法，而在精加工時，他又努力避免積屑瘤的產(chǎn)生，請問這是為什么？在防止積屑瘤方面，你認為能用哪些方法？回答1、根據(jù)本節(jié)積屑瘤對加工的影響分析可知，積屑瘤能增大刀具實際前角，使切削更容易，所以這位師傅在粗加工時采用了利用積屑瘤的加工方法，2、積屑瘤很不穩(wěn)定，它會周期性地脫落，這就造成了刀具實際切削厚度在變化，影響零件的加工尺寸精度。3、積屑瘤的剝落和形狀的不規(guī)則又使零件加工表面變得非常粗糙，影響零件表面光潔度。所以在精加工階段，這位師傅又努力避免積屑瘤的發(fā)生。3.3已加工表面變形和加工硬化1、已加工表面變形（刀刃鈍圓情況下已加工表面的形成過程）

切削層中有一層厚度為△a的金屬層不會沿剪切面OM方向滑移成為切屑，而是被切削刃鈍圓部分（O點以下）擠壓留在已加工表面上。該部分金屬經(jīng)過刀刃鈍圓B點后，又受到后面BC段棱面的擠壓和摩擦，使工件表層受到剪應力，隨后開始彈性恢復，恢復高度為△h，已加工表面在CD段上繼續(xù)與后面摩擦，這部分切削層在OB、BC、CD段的擠壓和摩擦后，形成了已加工表面。刀刃鈍圓半徑

rn后面磨損帶VB彈性恢復區(qū)CD

加工硬化亦稱冷作硬化，是在第Ⅲ變形區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的物理現(xiàn)象。

任何刀具的切削刃口都很難磨得絕對鋒利，當在鈍圓弧切削刃及其鄰近的狹小后面的切削、擠壓和摩擦作用下，使已加工表面層△hD的金屬晶粒產(chǎn)生扭曲、擠緊和破碎，這種經(jīng)過嚴重塑性變形而使表面層硬度增高的現(xiàn)象稱為加工硬化。2、加工硬化圖3-7已加工表面層內(nèi)晶粒變化后果：

金屬材料經(jīng)硬化后提高了屈服強度，并在已加工表面上出現(xiàn)顯微裂紋和殘余應力。因此，硬化降低了加工表面質(zhì)量和材料的疲勞強度，增加下道工序加工困難，加速刀具磨損。在切削時應設法避免或減輕硬化現(xiàn)象。

衡量加工硬化程度的指標：加工硬化程度N和硬化層深度hy

H1—已加工表面顯微硬度H—金屬材料基體顯微硬度

減輕硬化程度的措施磨出鋒利切削刃減小刃口圓孤半徑。增大前角或后角使刃口圓孤半徑減小，切削變形減小。減小背吃刀量適當減少切入深度，使切削力減少，切削變形小，冷硬程度減輕。合理選用切削液減小刀具后面與加工表面摩擦，使硬化層深度減小。1、工件材料2、刀具幾何參數(shù)3、切削用量

影響切削變形的因素1．工件材料工件材料的強度、硬度越高，刀-屑面間正壓力越大，平均正應力增大，因此，摩擦系數(shù)下降，剪切角增大，切削變形減小。材料強度對變形系數(shù)的影響2．刀具幾何參數(shù)刀具前角越大，切削刃越鋒利，使剪切角增大，變形系數(shù)減小，因此，切削變形減小。生產(chǎn)實踐表明：采用大前角刀具切削，刀刃鋒利、切入金屬容易，切屑與前刀面接觸長度減短、流屑阻力小，因此，切削變形小、切削省力。（1）前角

（2）刀尖圓弧半徑刀尖圓弧半徑對切削變形也有影響，刀尖圓弧半徑re越大，表明刀尖越鈍，對加工表面擠壓也越大，表面的切削變形也越大。

（3）主偏角主偏角越大，切削厚度越大，切屑厚度壓縮比越小，切削變形越小。刀具幾何參數(shù)中對切削變形影響最大的是刀具前角。3、切削用量由圖可以看出，隨切削速度變化的切屑厚度壓縮比曲線并不是一直遞減，而是在某一段有一個波峰，這實際是積屑瘤產(chǎn)生的影響。所以切削速度對切削變形的影響分為兩個段，一個是有積屑瘤段，另一個是無積屑瘤段。（1）切削速度有積屑瘤段情況切削速度對切削變形的影響主要是通過積屑瘤對切削變形的影響來實現(xiàn)的。積屑瘤增長階段：積屑瘤隨著切削速度的增大而增大，積屑瘤越大，實際刀具前角也越大，切削變形相對減少，所以在此階段，切削速度增加時，切削變形減小。積屑瘤消退階段：積屑瘤隨著切削速度的增加而減小，同時，實際刀具前角也減小，切削變形將增大，在積屑瘤完全消退時，切削變形將最大。無積屑瘤段情況切削速度越大，切屑厚度壓縮比越小，切削變形越小。

主要是因為塑性變形的傳播速度比彈性變形的慢。速度低時，金屬始剪切面為OA，當速度增大到一定值時，金屬流動速度大于塑性變形速度，在OA面金屬并未充分變形，相當于始剪切面后移至OA′，終剪切面OM也后移至OM′，第一變形區(qū)后移，使得剪切角增大，切屑厚度減小，切削變形減小。如圖所示，顯示了進給量（即切削厚度）對切削變形的影響。在無積屑瘤段，進給量f越大，切削厚度越大，切屑厚度壓縮比越小。切削變形越小。（2）進給量在切削過程中，切削力直接決定著切削熱的產(chǎn)生，并影響刀具磨損、破損、使用壽命、加工精度和已加工表面質(zhì)量。在生產(chǎn)中，切削力又是計算切削功率，制定切削用量，監(jiān)控切削狀態(tài)，設計和使用機床、刀具、夾具的必要依據(jù)。因此，研究切削力的規(guī)律和計算方法，將有助于進一步分析切削機理，并對生產(chǎn)實際有重要實用意義。

3.4切削力一、切削力的來源、總力及其分力概念：金屬切削時，刀具切入工件，使被加工材料發(fā)生變形成為切屑所需的力，稱為切削力。1、來源：切削力來源于三個方面：1．克服被加工材料對彈性變形的抗力；

2．克服被加工材料對塑性變形的抗力；

3．克服切屑對前面的摩擦力和刀具后面對過渡表面與已加工表面之間的摩擦力。凡是直接或間接影響切削變形與摩擦的因素，都影響切削力的產(chǎn)生。研究切削力時，可根據(jù)需要選擇作用于刀具上的力，或作用于工件上的力。2、切削總力及其分力前述各力的總和形成作用在刀具上的總力F。為了便于研究F的作用、測量和計算，可將F分解為相互垂直的三個分力：

Fc、Ff、FpFc——主切削力（切向力）→約占總合力的80%～90%切于過渡表面并與基面垂直。是計算車刀強度，設計機床零件，確定機床功率所必需的。Fx——進給力（軸向力、走刀力）處于基面內(nèi)與工件軸線平行與走刀方向相反的力。是設計機床進給（走刀）機構、計算車刀進給功率所必需的。Fy——背向力（切深抗力、徑向力、吃刀力）處于基面內(nèi)與工件軸線垂直的力。用來確定與工件加工精度有關的工件撓度，計算機床零件和車刀強度。它與工件在切削過程中產(chǎn)生的振動有關。（一）基本原理切削力實驗公式：利用實驗方法得到的切削力實驗數(shù)據(jù)，經(jīng)整理后建立的。目前，人們已經(jīng)積累了大量的切削力實驗數(shù)據(jù)，對于一般加工方法，如車削、孔加工和銑削等已建立起了可直接利用的實驗公式。常用測力儀：電阻式、壓電晶體式。二、切削力實驗公式圖3-9單向電阻式測力儀的工作原理切削力指數(shù)公式應用較廣，它的形式如下：

－切削力與切削因素（被加工金屬材料和切削條件）間關系系數(shù)；

-切削用量三要素對切削力影響程度指數(shù)；－固定切削條件中各切削因素變化時對切削力影響的修正系數(shù)。（各因素修正系數(shù)之積）單位切削力：切削單位切削層橫截面積所產(chǎn)生的切削力。公式：（二）單位切削力切削功率Pc：主運動消耗的功率。機床主電動機功率

機床傳動效率一般取為0.75～0.9

（三）切削功率1、切削用量2、工件材料3、刀具幾何參數(shù)4、刀具磨損5、切削液6、刀具材料三、影響切削力的因素1、切削用量（1）背吃刀量ap與進給量f因為切削面積AD＝apf

，所以背吃刀量ap與進給量f增大都將增大切削面積。切削面積的增大將使切削變形和摩擦增大，切削力增大，但兩者對切削力影響不同。由于進給量f的增大會減小切削變形，所以背吃刀量ap對切削力的影響比進給量f大。從減小切削力和節(jié)省功率消耗的觀點出發(fā)，在切除相同余量的條件下，增大f

比增大ap

更為有利。v≥50m/min

切削速度增大，摩擦系數(shù)減小，剪切角增大，切削力減小。

切削灰鑄鐵等脆性材料時，塑性變形很小，且刀屑間的摩擦也很小，因此，υ對切削力影響不大。（與對切削變形的影響一樣，都有馬鞍形變化。）（2）切削速度v<50m/min

切削速度增大積屑瘤產(chǎn)生階段，刀具實際前角增大，切削力減??；積屑瘤消失階段，切削力逐漸增大；積屑瘤消失時，切削力達到最大。2、工件材料（1）強度和硬度

工件材料的強度和硬度越高，雖然切削變形會減小，但由于剪切屈服強度增高，產(chǎn)生的切削力會越大；（2）塑性和韌性

工件材料強度相同時，塑性和韌性越高，切削變形越大，切屑與刀具間摩擦增加，切削力越大。

有多種因素影響時，綜合考慮。如奧氏體不銹鋼，雖然強度、硬度低，但加工硬化能力大，因此切削力也較大。銅、鋁塑性變形大，但加工硬化小，切削力較低。3、刀具幾何參數(shù)（1）前角γO

對切削力影響最大。切削力隨著前角的增大而減小。這是因為前角增大，剪切角增大，切削變形減小，切削力相應減小。前角對切削力的影響ap

=

4

mmf

=

0.25

mm

/

r（2）主偏角krkr<60o～75o

時，

kr

增大，切削厚度增大，切削變形減小，切削力也減小。主偏角kr

＝75o

的車刀在生產(chǎn)中應用較多。背向力Fp隨主偏角kr

的增大而減??；進給力Ff隨主偏角kr

的增大而增大。圖3-10背吃刀量ap和進給量f對切削力的影響（3）刃傾角刃傾角λs對主切削力Fc影響較小。刃傾角變化時，將改變合力Fr的方向，因而影響各分力的大小。刃傾角增大時，F(xiàn)p減小，F(xiàn)f增大。

（4）負倒棱在鋒利的切削刃上磨出適當寬度的負倒棱，可以提高刃區(qū)的強度，從而提高刀具使用壽命但將使被切金屬的變形加大，使切削力增大。負倒棱是通過它的寬度bγ對進給量f的比值（bγ／f）來影響切削力的。

bγ／f增大，切削力增大。（5）刀尖圓弧半徑刀尖圓弧半徑re

增大，切削刃曲線部分長度和切削寬度增大，曲線刃上各點主偏角減小，切削變形增大，切削力增大。（相當于κr減小對切削力的影響。）4、刀具磨損后面磨損后，刀具變鈍，形成了后角等于零小棱面VB，后面磨損越大，小棱面面積越大，與工件擠壓、摩擦越大，作用在后面上的法向力和摩擦力越大，故切削力越大。

5、切削液合理使用與充分澆注切削液，可以減小刀具前面與切屑、后面與加工表面之間的摩擦，甚至還能減小被加工金屬的塑性變形，減小切削力。6、刀具材料刀具材料與加工材料之間的親合力和摩擦系數(shù)是影響切削力的主要原因。刀具材料耐磨性高、刃磨后面粗糙度小，切削力較小。在同樣的切削條件下，陶瓷刀具切削力最小，硬質(zhì)合金次之，高速鋼刀具切削力最大。[計算舉例]：

用硬質(zhì)合金YT15車刀車削熱軋45鋼（σb

=

0.650

GPa），車刀幾何角度為γo

=15°、kr=

75°、λs

=

0°，選用切削用量ap

=

2mm、f

=

0.3mm/r、vc

=

100

m

/

min。試計算切削力Fc與切削功率Pc

。切削熱與切削溫度是切削過程中產(chǎn)生的又一重要物理現(xiàn)象。切削時做的功，可轉(zhuǎn)化為等量的熱。切削熱除少量散逸在周圍介質(zhì)中外，其余均傳入刀具、切屑和工件中。由切削熱引起的切削溫度的升高會影響刀具磨損和耐用度，同時抑制了切削速度的提高，還將導致工件、機床、刀具和夾具的熱變形，降低零件的加工精度和表面質(zhì)量。因此，研究切削熱與切削溫度具有重要的實用意義。3.5切削熱與切削溫度一、切削熱的來源與傳散1、切削熱來源

①、在金屬切削過程中，切削層金屬發(fā)生彈性變形和塑性變形產(chǎn)生的切削熱Q變；②、切屑與刀具前面、工件與刀具后面的摩擦也產(chǎn)生大量的熱量Q摩。切削熱產(chǎn)生的區(qū)域：

①、剪切面②、切屑與刀具前面的接觸區(qū)③、刀具后面與工件過渡表面接觸區(qū)。切削塑性金屬時切削熱主要由剪切區(qū)變形熱和前面摩擦熱形成；切削脆性金屬時則后面摩擦熱占的比例較多。2、切削熱的傳散傳入切屑－對切削加工無不利影響；多傳入工件－會使工件膨脹或伸長，產(chǎn)生尺寸和形狀誤差，影響加工精度；傳入刀具－使刀具溫度升高，硬度下降，磨損加快，耐用度降低；傳入周圍介質(zhì)－對切削加工無不利影響。提高切削速度，由摩擦生成的熱量增多，但切屑帶走的熱量也增加，在刀具中熱量減少，在工件中熱量更少，所以高速切削時，切屑溫度很高，工件和刀具溫度較低，這有利于加工順利進行。切削熱在各種介質(zhì)中傳送的比例加工方法切屑工件刀具周圍介質(zhì)車削50%~86%10%~40%3%~9%1%鉆削28%14.5%52.5%5%

磨削4%12%84%二、切削溫度的測定原理和切削溫度分布

在實際加工中，切削熱對切削過程的影響是通過切削溫度起作用的。

切削溫度：一般指切削區(qū)域（主要為前面與切屑接觸區(qū)域）的平均溫度。切削溫度的測量方法很多，常用：

①自然熱電偶法－主要是用于測定切削區(qū)域的平均溫度。②人工熱電偶法－用于測量刀具和工件上指定點的溫度，用它可測出刀具、工件和切屑中溫度分布。圖3-14熱電偶法測溫簡圖

a）自然熱電偶法b）人工熱電偶法1-頂尖2-銅塞3-主軸4-切屑5-絕緣層6-工件7-刀具切削溫度實驗公式用W18和YT15刀具車削45鋼，刀具幾何角度為γo

=15°、kr=

45°、

o

=

8°，分別改變ap

、f

、vc

，可測定得到對應的切削溫度θ值。高速鋼刀具硬質(zhì)合金刀具切削溫度的分布在正交平面內(nèi)刀具、工件和切屑溫度分布（溫度場）規(guī)律如圖：圖3-15切削溫度分布

a）刀具、切屑和工作中溫度分布b）刀具中溫度分布加工條件：刀具材料P20（YT20）、加工條件：工件材料

υc=60m/min30Mn4，ap=3mm、f=0.25mm/r（1）刀-屑接觸面間溫度最高，是因摩擦嚴重，不易散熱。（2）前面上切削最高溫度并不在刀刃上，而是在離刀刃有一定距離的地方。對于45鋼，約在離刀刃1㎜處前面的溫度最高達900℃。后面溫度的分布與前面類似，最高溫度也在切削刃附近，不過比前面的溫度低。（3）切屑帶走熱量最多，切屑中的平均溫度高于刀具、工件中的。剪切面上各點剪切變形功大致相同，故各點溫度較接近。（4）在剪切區(qū)域，沿切屑流出的垂直方向溫度變化較大，越靠近前面，溫度越高，這說明切屑在前面附近被摩擦升溫，而且切屑在前面的摩擦熱集中在切屑底層。三、影響切削溫度的因素1、切削用量2、工件材料3、刀具幾何參數(shù)4、刀具磨損5、切削液

注：分析各因素對切削溫度的影響，主要應從這些因素對單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量和傳出的熱量的影響入手。如果產(chǎn)生的熱量大于傳出的熱量，則這些因素將使切削溫度增高；某些因素使傳出的熱量增大，則這些因素將使切削溫度降低。

1、切削用量切削用量是影響切削溫度的主要因素。通過測溫實驗可以找出切削用量對切削溫度的影響規(guī)律。通常在車床上利用測溫裝置求出切削用量對切削溫度的影響關系，并可整理成下列一般公式：（1）切削速度切削速度提高，使摩擦熱增多，切削溫度升高；但隨著切削速度的提高，切削力相應減小，所以切削功和切削熱減小，切削溫度降低，所以切削溫度不會成正比例的升高。隨著切削速度的提高，切屑帶走的熱量增加，切削溫度降低。綜上：切削速度提高，切削溫度升高。切削速度υ對溫度的影響最顯著。因為指數(shù)最大，切削速度增加一倍，切削溫度約升高32％。（2）進給量f增加，切削力增大，切削功和切削熱增大，切削溫度升高。f增加，切削面積增大，顯著增加熱量的散熱面積，切屑帶走的熱量增多，切削溫度下降。綜上：進給量增加，切削溫度升高。

進給量增加一倍，切削溫度約升高18％。（3）背吃刀量背吃刀量ap增加，切削溫度升高。（影響分析同f）

背吃刀量對切削溫度影響最小。背吃刀量增加一倍，切削溫度約增加7％。

綜上所述，切削用量對切削溫度的影響程度以切削速度為最大，進給量次之，背吃刀量最小。

因此，若要切除給定的余量，又要求切削溫度較低，則在選擇切削用量時，應優(yōu)先考慮采用大的背吃刀量，然后選擇一個適當?shù)倪M給量，最后再選擇合理的切削速度。

上述切削用量選擇原則是從最低切削溫度出發(fā)考慮的，這也是制訂零件加工工藝規(guī)程時，確定切削用量的原則。2、工件材料（1）強度硬度工件材料的強度、硬度越高，總切削力越大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，切削溫度也就越高。（2）導熱系數(shù)導熱系數(shù)直接影響切削熱的傳出，工件材料的導熱系數(shù)大，導熱性好，從切屑和工件傳出的切削熱相應增多，切削溫度降低。

例如：低碳鋼與高碳鋼相比，強度與硬度較低，導熱系數(shù)大，產(chǎn)生的切削溫度低；不銹鋼與45鋼相比，導熱系數(shù)小，因此切削溫度比45鋼高。3、刀具幾何參數(shù)（1）前角切削溫度隨前角的增大而降低。

前角增大時，單位切削力下降，使產(chǎn)生的切削熱減少。前角大于18°～20°后，對切削溫度的影響減小。這是因為楔角變小而使散熱體積減小的緣故。

（2）主偏角主偏角κr減小，切削寬度增大，切削厚度減小，因此切削變形和摩擦增大，切削溫度升高；但當切削寬度增大后，散熱條件改善。由于散熱起主要作用，故隨著主偏角減小，切削溫度下降。（3）負倒棱和刀尖圓弧半徑負倒棱寬度在(0～2)f范圍內(nèi)變化，刀尖圓弧半徑在0～1.5mm范圍內(nèi)變化，基本上不影響切削溫度。負倒棱寬度及刀尖圓弧半徑的增大，會使塑性變形區(qū)的塑性變形增大，切削熱也隨之增加；但另一方面這兩者都能使刀具的散熱條件有所改善，傳出的熱量也有所增加，兩者趨于平衡，所以對切削溫度影響很小。

4、刀具磨損刀具后面磨損后，刀具后面與已加工表面摩擦加大，切削刃變鈍，使刃區(qū)前方對切屑的擠壓作用增大，切屑變形增大，會使切削溫度升高。在后面的磨損值VB達到一定數(shù)值后，對切削溫度的影響增大；切削速度愈高，影響就愈顯著。合金鋼的強度大，導熱系數(shù)小，所以切削合金鋼時刀具磨損對切削溫度的影響，就比切碳素鋼時大。

5、切削液合理選用切削液并采取有效澆注方式對降低切削溫度、減少刀具磨損和提高已加工表面質(zhì)量有明顯效果。切削液對切削溫度的影響，與切削液的導熱性能、比熱、流量、澆注方式以及本身的溫度都有很大關系。切削液的導熱性越好，溫度越低，則切削溫度也越低。從導熱性能方面來看，水基切削液優(yōu)于乳化液，乳化液優(yōu)于油類切削液。

切削金屬時，刀具一方面切下切屑，另一方面刀具本身也要發(fā)生損壞。刀具損壞的形式主要有磨損和破損兩類。前者是連續(xù)的逐漸磨損，屬正常磨損；后者包括脆性破損（如崩刃、碎斷、剝落、裂紋破損等）和塑性破損兩種，屬非正常磨損。刀具磨損后，使工件加工精度降低，表面粗糙度增大，并導致切削力加大、切削溫度升高，甚至產(chǎn)生振動，不能繼續(xù)正常切削。因此，刀具磨損直接影響加工效率、質(zhì)量和成本。它是切削加工中極為重要的問題之一。本節(jié)著重研究刀具的磨損，主要講授：刀具磨損的形態(tài)、刀具磨損過程、刀具磨損的原因、刀具壽命等內(nèi)容。

3.6刀具磨損和刀具壽命一、刀具的磨損和破損

在切削過程中，刀具的前面、后面不斷與切屑、工件接觸，產(chǎn)生劇烈摩擦，同時，在這接觸區(qū)里又有很高的溫度和壓力。因此，前面和后面隨著切削的進行都會逐漸產(chǎn)生磨損。

刀具正常磨損的形態(tài)有以下幾種：

1.前面磨損

2.后面磨損

3.邊界磨損（前、后面同時磨損）（一）刀具的磨損形式圖3-16刀具的磨損形成a)前面、后面上磨損照相圖b）前面、后面上磨損形式1、前面磨損（月牙洼磨損）在切削速度較高、切削厚度較大的情況下切削塑性金屬，當?shù)毒叩哪蜔嵝院湍湍バ陨杂胁蛔銜r，在前面上離切削刃一小段距離經(jīng)常會磨出一個月牙洼。隨著磨損的加劇，主要是月牙洼逐漸加深，洼寬變化并不是很大，在最大深度位置切削溫度最高，因此磨損也最大。月牙洼磨損值以其深度KT表示。

2、后面磨損在切削刃參加切削工作的各點上，后刀面磨損是不均勻的。C區(qū)－刀尖區(qū)，由于強度低、散熱差，磨損嚴重，最大值VC；B區(qū)－磨損帶中間部位，磨損均勻，以VB表示平均磨損帶寬度，以VBmax表示最大磨損寬度；

由于加工表面和后面間存在著強烈的摩擦，在后面上毗鄰切削刃的地方很快被磨出后角為零的小棱面，這種磨損形式叫做后面磨損。在切削速度較低、切削厚度較小的情況下切削塑性金屬以及加工脆性金屬時，主要發(fā)生這種磨損。N區(qū)－主切削刃靠近工件外表面處

，磨損嚴重（由于上道工序的加工硬化層或毛坯表面硬層的影響及該區(qū)刀具上因有急劇的應力梯度和溫度梯度等原因，往往使該區(qū)切削刃連同后面產(chǎn)生較大的磨損溝，而形成缺口。），磨損量以VN表示，此區(qū)域的磨損也叫邊界磨損，加工鑄件、鍛件等外皮粗糙的工件時，N區(qū)區(qū)域容易磨損。3、邊界磨損在切削鋼材時，常在主切削刃靠近工件外表面處以及副切削刃靠近刀尖處的后面上，磨出較深的溝紋。此兩處分別是在主、副切削刃與工件待加工表面或已加工表面接觸的地方。發(fā)生原因：

（1）切削時，在刀刃附近的前、后面上，壓應力和剪應力很大，但在工件外表面處的切削刃上應力突然下降，形成很高的應力梯度，引起很大的剪應力。同時，前面上切削溫度最高，而與工件外表面接觸點由于受空氣或切削液冷卻，造成很高的溫度梯度，也引起很大的剪應力。因而在主切削刃后面上發(fā)生邊界磨損。（2）由于加工硬化作用，靠近刀尖部分的副切削刃處的切削厚度減薄到零，引起這部分刀刃打滑，促使副后刀面上發(fā)生邊界磨損。刀具磨損后將影響切削力、切削溫度和加工質(zhì)量，因此必須根據(jù)加工情況規(guī)定一個最大的允許磨損值，這就是刀具的磨損標準。一般刀具的后面上都有磨損，它對加工精度和切削力的影響比前面磨損顯著，同時后面磨損量比較容易測量，因此在刀具管理和金屬切削的科學研究中多按后面磨損尺寸來制定磨損標準。國際標準中規(guī)定以1/2背吃刀量處后面上測量的磨損帶寬VB作為刀具磨損標準。（二）刀具的磨損標準制訂磨損標準需考慮被加工對象的特點和加工條件的具體情況。

1、考慮工藝系統(tǒng)的剛性工藝系統(tǒng)的剛性較差時應規(guī)定較小的磨損標準。2、考慮切削溫度

后面磨損后，切削溫度升高。加工不同的工件材料，切削溫度的升高也不相同。在切削難加工材料時，一般應選用較小的磨損標推；加工一般材料，磨損標準可以大一些。3、考慮被加工對象情況加工大型工件，為避免中途換刀，一般采用較低的切削速度以延長刀具壽命，此時切削溫度較低，故可適當加大磨損標準。

4、考慮加工精度

加工精度及表面質(zhì)量要求較高時，應當減小磨損標準，以確保加工質(zhì)量。

精加工VB＝0.1mm

～

0.3mm

粗加工VB＝0.6mm

～

0.8mm5、自動化生產(chǎn)線上的磨損標準

在自動化生產(chǎn)線上使用的精加工刀具，一般都根據(jù)工件精度要求制訂刀具磨損標準。在這種情況下，常以刀具的徑向磨損量NB作為磨損標準。

刀具破損和刀具磨損一樣，也是刀具失效的一種形式。刀具在一定的切削條件下使用時，如果它經(jīng)受不住強大的應力（切削力或熱應力），就可能發(fā)生突然損壞，使刀具提前失去切削能力，這種情況就稱為刀具破損。破損是相對于磨損而言的，從某種意義上講，破損可認為是一種非正常的磨損。刀具的破損有早期和后期（加工到一定的時間后的破損）兩種。刀具破損的形式分脆性破損和塑性破損兩種。

硬質(zhì)合金和陶瓷刀具在切削時，在機械和熱沖擊作用下，經(jīng)常發(fā)生脆性破損。硬質(zhì)合金刀有50％～60％的損壞是脆性破損。特別是用脆性大的刀具斷續(xù)切削或加工高硬度材料時，破損較嚴重。（三）刀具的破損形式和原因刀具脆性破損①崩碎——在切削刃上出現(xiàn)細小崩碎。由于刀刃強度低、受沖擊和切削層中硬質(zhì)點作用所致。②崩刃——在刀尖或切削刃處崩裂，產(chǎn)生小的缺口，尺寸與進給量相當。刀具材料性脆、刀尖或切削刃強度低，且切削負荷大，中間切入或切出等情況下易產(chǎn)生。③熱裂——垂直切削刃出現(xiàn)細小裂紋。由于切削溫度不均勻、不連續(xù)切削、切削液澆注不均等引起。④塌陷——在切削過程中高溫高壓作用下使切削刃失去切削性能而引起前面或刀尖、刀刃塌陷。高速鋼刀具切削溫度超過650℃、硬質(zhì)合金刀具切削溫度超過1000℃時常出現(xiàn)的破損形式。圖3-17刀具破損的形式

a）崩碎b）崩刃c）熱裂d）塌陷刀具塑性破損

切削時，由于高溫高壓的作用，有時在前、后刀面和切屑（工件）的接觸層，刀具表層材料發(fā)生塑性流動而喪失切削能力。與刀具和工件材料的硬度比有關。二、刀具磨損過程曲線在實際生產(chǎn)中，刀具的磨損是隨著時間的增長而逐漸增大的。刀具磨損到一定程度就不能繼續(xù)使用，否則將降低工件的尺寸精度和已加工表面質(zhì)量，影響切削力和切削溫度，同時也要增加刀具的消耗和加工成本。后面磨損量VB隨切削時間t的延長而增大。其磨損過程分為三個階段：

初期磨損階段正常磨損階段急劇磨損階段1、初期磨損階段

這一階段磨損曲線的斜率較大。由于刃磨后的新刀具，其后面與加工表面間的實際接觸面積很小，壓強很大，故磨損很快。新刃磨后的刀面上的微觀粗糙度也加速了磨損。初期磨損量的大小與刀具刃磨質(zhì)量有很大關系，通常在VB＝0.05～0.1mm之間。經(jīng)過研磨的刀具，其初期磨損量小，而且要耐用得多。2、正常磨損階段

經(jīng)過初期磨損，后刀面上被磨出一條狹窄的棱面；壓強減小，故磨損量的增加也緩慢下來，并且比較穩(wěn)定。這就是正常磨損階段，也是刀具工作的有效階段。這一階段中磨損曲線基本上是一條向上的斜線，其斜率代表刀具正常工作時的磨損強度。磨損強度是比較刀具切削性能的重要指標之一。3、急劇磨損階段

刀具經(jīng)過正常磨損階段后，切削刃顯著變鈍，切削力增大，切削溫度升高。這時刀具的磨損情況發(fā)生了質(zhì)的變化而進入劇烈磨損階段。這一階段的磨損曲線斜率很大，即磨損強度很大。此時刀具如繼續(xù)工作，則不但不能保證加工質(zhì)量，而且刀具材料消耗多，經(jīng)濟上是不合算的。故應當使刀具避免發(fā)生急劇磨損。刀具磨損標準即為達到急劇磨損階段時的磨損量VB值。三、刀具磨損的原因為了減少和控制刀具的磨損，為了研制新的刀具材料，必須研究刀其磨損的原因和本質(zhì)。切削過程中的刀具磨損具有下列特點：（1）刀具與切屑、工件間的接觸表面經(jīng)常是新鮮表面。（2）接觸壓力非常大，有時超過被切削材料的屈服強度。

（3）接觸表面溫度很高，對于硬質(zhì)合金刀具可達800～1000℃，對于高速鋼刀具可達300～600℃。在上述條件下工作，刀具磨損經(jīng)常是機械磨損、熱磨損、化學磨損綜合作用的結果。機械磨損是由工件材料中硬質(zhì)點的刻劃作用引起的，熱、化學磨損則是由粘結、擴散、腐蝕等引起的。刀具的磨損原因：（1）磨料磨損（2）相變磨損（3）粘結磨損（4）擴散磨損（5）氧化磨損（1）磨料磨損（磨粒磨損、硬質(zhì)點磨損）

切屑、工件的硬度雖然低于刀具的硬度，但其結構中經(jīng)常含有一些硬度極高的微小的硬質(zhì)點，能在刀具表面刻劃出溝紋，這就是磨料磨損。硬質(zhì)點有碳化物（如Fe3C、TiC、VC等）、氮化物（如TiN、Si3N4等）、氧化物（如SiO2、A12O3等）和金屬間化合物。

磨料磨損在各種切削速度下都存在，但對低速切削的刀具（如拉刀、板牙等），磨料磨損是主要原因。這是因為低速切削時，切削溫度比較低，由于其他原因產(chǎn)生的磨損尚不顯著，因而不是主要的。

高速鋼刀具的硬度和耐磨性低于硬質(zhì)合金、陶瓷等，故其磨料磨損所占的比重較大。

（2）相變磨損

一種塑性變形磨損或破損，例如高速鋼刀具切削時產(chǎn)生溫度超過相變溫度，使刀具硬度降低，產(chǎn)生急劇磨損。硬質(zhì)合金刀具在高溫高壓作用下也會出現(xiàn)前面塌陷、刃口卷曲的破損。（3）粘結磨損（冷焊磨損）

粘結是指刀具與工件材料接觸到原子間距離時產(chǎn)生的結合現(xiàn)象。加工過程中，切屑與刀具接觸面在一定的溫度與壓力下，產(chǎn)生塑性變形而發(fā)生冷焊現(xiàn)象后，刀具表面粘結點被切屑帶走而發(fā)生的磨損。一般說來，工件材科或切屑的硬度較刀具材料的硬度低，粘結點的破裂往往發(fā)生在工件或切屑這一方。但由于交變應力、接觸疲勞、熱應力以及刀具表層結構缺陷等原因，粘結點的破裂也可能發(fā)生在刀具這一方，這時，刀具材料的顆粒被切屑或工件帶走，從而造成刀具磨損。

粘結磨損一般在中等偏低的切削速度下比較嚴重。在高速鋼刀具正常工作的切削速度和硬質(zhì)合金刀具偏低的切削速度下，正能滿足產(chǎn)生冷焊的條件，故此時粘結磨損所占的出重較大。提高切削速度后，硬質(zhì)合金刀具粘結磨損減輕。

（4）擴散磨損

擴散磨損在高溫下產(chǎn)生。由于切削時的高溫，而且刀具表面始終與被切出的新鮮表面相接觸，有巨大的化學活潑性，所以兩摩擦面的化學元素有可能互相擴散到對方去，使兩者的化學成分發(fā)生變化，削弱刀具材料的性能，從而加速刀具的磨損。除刀具、工件材料自身的性質(zhì)以外，溫度是影響擴散磨損的最主要的因素。

擴散磨損往往與磨料磨損、粘結磨損同時產(chǎn)生，此時磨損率很高。前面上離切削刃一定距離處的溫度最