研究金屬切削加工過程中刀具與工件之間相互作用和各自的變化規律的一門學科。在設計機床和刀具﹑制訂機器零件的切削工藝及其定額﹑合理地使用刀具和機床以及控制切削過程時﹐都要利用金屬切削原理的研究成果﹐使機器零件的加工達到經濟﹑優質和高效率的目的。
簡史 金屬切削原理的研究始于19世紀中葉。1851年﹐法國人M.科克基拉測量了鉆頭切削鑄鐵等材料時的扭矩﹐列出了切除單位體積材料所需功的表格。1864年﹐法國人若塞耳首先研究了刀具幾何參數對切削力的影響。1870年﹐人..季梅首先解釋了切屑的形成過程﹐提出了金屬材料在刀具的前方不僅受擠壓而且受剪切的觀點。1896年﹐人..布里克斯開始將塑性變形的概念引入金屬切削。至此﹐切屑形成才有了較完整的解釋。1904年﹐英國人J.F.尼科爾森制造了臺三向測力儀﹐使切削力的研究水平跨前了一大步。1907年美國人泰勒﹐F.W.研究了切削速度對刀具壽命的影響﹐發表了的泰勒公式。1915年﹐人..烏薩喬夫將熱電偶插到靠近切削刃的小孔中測得了刀具表面的溫度(常稱人工熱電偶法)﹐并用實驗方法找出這一溫度同切削條件間的關系。1924～1926年﹐英國人E.G.赫伯特﹑美國人H.肖爾和德國人K.科特文各自獨立地利用刀具同工件間自然產生熱電勢的原理測出了平均溫度(常稱自然熱電偶法)。1938～1940年美國人H.厄恩斯特和M.E.麥錢特利用高速攝影機通過顯微鏡拍攝了切屑形成過程﹐并且用摩擦力分析和解釋了斷續切屑和連續切屑的形成機理。40年代以來﹐各國學者系統地總結和發展了前人的研究成果﹐充分利用近代技術和的測試手段﹐取得了很多新成就﹐發表了大量的論文和專著。例如﹐美國人S.拉馬林加姆和J.T.布萊克于1972年通過掃描電鏡利用微型切削裝置對切屑形成作了動態觀察﹐得到用位錯力學解釋切屑形成的實驗根據。
學科內容 主要內容包括金屬切削中切屑的形成和變形﹑切削力和切削功﹑切削熱和切削溫度﹑刀具的磨損機理和刀具壽命﹑切削振動和加工表面質量等。
切屑形成機理 從力學的角度來看﹐根據簡化了的模型﹐金屬切屑的形成過程與用刀具把一疊卡片1﹑2﹑3﹑4﹑……等推到 1﹑2﹑3﹑4﹑……等位置(圖1 切屑形成過程示意圖 )的情形相似﹐卡片之間相互滑移即表示金屬切削區域的剪切變形。經過這種變形以后﹐切屑從刀具前面上流過時又在刀﹑屑界面處產生進一步的摩擦變形。通常﹐切屑的厚度比切削厚度大﹐而切屑的長度比切削長度短﹐這種現象就叫切屑變形。金屬被刀具前面所擠壓而產生的剪切變形是金屬切削過程的特征。由于工件材料﹑刀具和切削條件不同﹐切屑的變形程度也不同﹐因此可以得到各種類型的切屑(圖2 切屑的類型
)。
