金属切削的形成和变形是怎样的？

1、切屑形成机理
从力学的角度来看，根据简化了的模型，金属切屑的形成过程与用刀具把一叠卡片1、2、3、4、……等推到1、2、3、4、……等位置的情形相似，卡片之间相互滑移即表示金属切削区域的剪切变形经过这种变形以后，切屑从刀具前面***过时又在刀、屑界面处产生进一步的摩擦变形。通常，切屑的厚度比切削厚度大，而切屑的长度比切削长度短，这种现象就叫切屑变形。金属被刀具前面所挤压而产生的剪切变形是金属切削过程的特征。由于工件材料刀具和切削条件不同，切屑的变形程度也不同，因此可以得到各种类型的切屑。

切屑的形成过程是被切削层金属受到刀具前面的挤压作用，迫使其产生弹性变形，当剪切应力达到金属材料屈服强度时，产生塑性变形。随着刀具前刀面相对工件的继续推挤，与切削刃接触的材料发生断裂而使切削层材料变为切屑。
切屑的变形和形成过程实际上经历了弹性变形、塑性变形、挤裂、切离四个阶段。

2、切屑的类型
（1）带状切屑
外形特征：它的内表面是光滑的，外表面是毛茸茸的。
形成条件：用大前角的刀具、较高的切削速度和较小的进给量 切削塑性材料。
优 点：切削过程平稳，切削力波动较小，已加工表面粗糙度较小。
缺 点：切屑连续不断，不***全或可能擦伤已加工表面，因此要采取断屑措施。
（2）挤裂(节状)切屑
外形特征：刀屑接触面有裂纹，外表面是锯齿形。 形成条件：采用较低的切削速度和较大的进给量，刀具前角较小,粗加工中等硬度的钢材料 特点：切削力波动较大，工件表面较粗糙 。
（3）崩碎切屑：在切削铸铁和黄铜等脆性材料时，切削层金属发生弹性变形以后，一般不经 过塑性变形就突然崩落，形成不规则的碎块状屑片，即为崩碎切屑。
当刀具前角小、进给量大时易产生这种切屑，产生崩碎切屑时，切削热和切削力都集中在主切削刃和刀尖附近，刀具易崩刃、刀尖易磨损，并容易产生振动，影响表面质量。

3、积屑瘤
在用低、中速连续切削一般钢材或其他塑性材料时，切屑同刀具前面之间存在着摩擦，如果切屑上紧靠刀具前面的薄层在较高压强和温度的作用下，同切屑基体分离而粘结在刀具前面上，再经层层重叠粘结，在刀尖附近往往会堆积成一块经过剧烈变形的楔状切屑材料，叫做积屑瘤。
积屑瘤的硬度较基体材料高一倍以上，实际上可代替刀刃切削。积屑瘤的底部较稳定，顶部同工件和切屑没有明显的分界线，容易破碎和脱落，一部分随切屑带走，一部分残留在加工表面上，从而使工件变得粗糙。所以在精加工时一定要设法避免或***积屑瘤的形成。积屑瘤的产生、成长和脱落是一个周期性的动态过程（据测定它的脱落频率为30～170次／秒），它使刀具的实际前角和切削深度也随之发生变化，引起切削力波动，影响加工稳定性。在一般情况下，当切削速度很低或很高时，因没有产生积屑瘤的必要条件（较大的切屑与刀具前面间的摩擦力和一定的温度），不产生积屑瘤。

4、***或消除积屑瘤的措施
（1）采用低速或高速切削，由于切削速度是通过切削温度影响积屑瘤的，以切削45钢为例，在低速vc＜3m/min和较高速度vc≥60m/min范围内，摩擦系数都较小，故不易形成积屑瘤；
（2）采用高润滑性的切削液，使摩擦和粘结减少；
（3）适当减少进给量、增大刀具前角、减小切削变形；
（4）适当的热处理来提高工件材料的硬度、降低塑性、减小加工硬化倾向。