[摘要]所谓的二维切削（或正交切削）是指主切削刃与切削 运动方向垂直,且副切削刃不参与切削的切削状态。此时切削厚度沿刀刃方向是相同的，当切 削宽度远大于切削厚度时，除工件两侧外，其中间部分可看做平面应力状态。
所谓的二维切削（或正交切削）是指主切削刃与切削 运动方向垂直,且副切削刃不参与切削的切削状态。此时切削厚度沿刀刃方向是相同的，当切 削宽度远大于切削厚度时，除工件两侧外，其中间部分可看做平面应力状态。
在切削塑性材料时存在三 个变形区。第一变形区（I)是被切削层材料向切屑转 变时的塑性变形区，从切屑根部照片可看到严重变形 区和未变形区存在明显的界线，被切削层材料在很短 时间内完成了主要的变形。第二变形区（II)由于切屑 在前刀面上流出，在较高温度下受到刀具的挤压作用 进一步发生严重变形。第三变形区（III)为已加工表 面与后刀面的摩擦以及第一变形区的残留部分构成。图
塑性材料的切屑形成过程可以描述如下：当刀具 和工件开始接触的瞬间，切削刃和前刀面在接触点挤压工件，使工件内部产生应力和弹性变 形。随着切削运动的继续，切削刃和前刀面对工件的挤压作用加强，使工件材料内部应力和变 形逐渐增大，当应力达到材料屈服极限时，被切削层材料沿着剪应力最大的方向滑移，产生塑 性变形。随着滑移的产生，剪应力逐渐增大，当剪应力达到材料的屈服极限强度，切削层材料 产生流动。当流动方向与前刀面平行时，不再产生滑移，切削层材料沿前刀面与基体分离。以 上过程发生在第一变形区中。试验证明，随着切削速度的增大，第一变形区变薄。一般切削速 度下，第一变形区厚度仅为0.02?0.2 mm。因此可以用一个平面OM来表示第一变形区。 剪切面OM与切削速度方向的夹角称为剪切角K
当切屑沿前刀面流出时受到前刀面的挤压与摩擦，在前刀面摩擦阻力的作用下，靠近前刀 面的切屑底层再次产生剪切变形，也就是第二变形区的变形，使薄薄的一层材料流动滞缓，晶 粒再度伸长，沿着前刀面方向纤维化。这流动滞缓的一层金属称为滞留层，它的变形程度比切 屑上层剧烈几到几十倍。
总之，塑性材料的切屑形成过程，就其本质来说，是被切削材料在刀具切削刃和前刀面作 用下，经受挤压产生剪切滑移变形的过程。
2.切削方程
切屑的变形程度可以用变形系数进行评价，通常有切屑长度变形系数6和切屑厚度变形 系数色两种。岛定义为切削层长度与切屑长度之比泛定义为切屑厚度与切削层厚度之比。由 于切削层变成切屑后的宽度变化很小，所以两者基本相等。
剪切角4和切屑变形有着十分密切的关系，彡若减小，切屑便变短、变厚，变形系数便增 大。此外，如果知道了剪切面上的剪切应力r，剪切角#与前刀面的摩擦角及前角y。之间的 关系就可以从理论上求出切削力的大小。许多学者在此方面进行了研究，本节主要介绍其中 一种——根据最小切削功原理建立的公式。
在二维切削时，被切削层在剪切面产生变形所需的力是由前刀面通过切屑传递的。图2.6 所示为作用在前刀面的力和通过切屑作用在剪切面的力。作用在前刀面力为正压力Fn和摩 擦力Ft，其合力为如果忽略切屑的惯性力和刃口合力，则与剪切面上变形所需的力F【大 小相等，方向相反，且作用在同一直线上。F:可以分解为剪切面上的正压力&5和剪切力Fs， 也可以分解为水平分力尺和垂直分力F,。