人类使用工具切削金属数百年来也没真正理解金属是怎样被切削的或者刀具(例如插齿刀是一种金属切削刀具)碰到金属时发生了什么。许多年来,人们认为刀具切削金属在某些方面类似与用斧子劈开木头的过程。根据最初的理论,这种想法说明了磨损发生在离切削刃有一段距离的刀具表面。一个早期的切削液广告,用车削加工加工中金属在刀具之前被劈开来阐明了相同的理论。
严格按照尺寸要求精确制造是工件具有互换性的根本。配合面的精度和耐磨性与加工工件的表面粗糙度直接成比例关系。仅仅在美国,每年超过1500万吨金属被切成切屑的费用超过100亿美元。为了减少机械加工费用,延长插齿刀等刀具的寿命,并保持较高的表面粗糙度,对金属切削领域的研究成为一项重要的研究。自第二次世界大战依赖,研究人员在金属切削理论、切削力和温度的测量、金属的可加工性、加工经济性和切削液作用理论等方面进行了大量研究。这项研究发现工件材料不是在加工刀具之前被切断或破裂的,而是被压缩并沿着刀具前刀面滑动。这项研究成果包括:新型切削刀具、切削速度、进给量、切削角度以及切削液的发展。这些发展对金属的经济切削加工研究有很大帮助。然而,在找到并解决影响表面粗糙度、刀具寿命和机床输出的所有因素之前还有许多工作要做。
很多新术语都来源于对金属切削的研究。以下是一些常用的术语:
切屑瘤:是一层被切掉的材料压缩而成的金属,在切削加工过程中粘附并堆积在切削刃的表面。
切削-刀具界面:是从金属上切下的切屑沿着切削工具表面滑动的那一部分区域。
晶体伸长:是在一个机械加工过程中发生的工件材料晶体结构的变形。
变形区:是工件材料在加工切削过程中发生的工件材料的变形。
塑性变形:是加工切削过程中在剪切区中发生的工件材料的变形。
塑性流动:是在剪切区上出现的金属流动,这个区域从切削刃延伸到图中切屑和工件表面之间的拐角处。
断裂:是在切削像铸铁这样的脆性材料时切屑从工件表面破裂时所发生的撕裂现象。断裂通常发生在不连续的或者片段的切削出现的地方。
剪切角:也叫剪切面是发生塑性变形材料的区域的角度。
剪切区:是金属发生塑性变形的区域,它是从刀具的切削刃刀最初的工件表面之间的一个平面。