切屑的形成和切削力与切削速度的相互关系会受到工件材质及其热处理状态的极大影响。除了材质的热特性和机械特性之外，材质的微观结构和化学成分都决定了在高速切削时是否采用分段切削作业。

　　图1 在HSC加工过程中，是否可降低切削力，这主要要视工件的材质情况而定。因此，为了达到较小的切削力和较小的形状偏差，并非必须采用很高的切削速度

　　图2 高速切削的特征

　　高速切削（HSC）同传统的切削工艺相比，具有高切削速度和大切削量的特点。随着切削速度的不断提高，对于很多材质来说，都需要观察切削力下降的情 况（见图 2）。针对单个组别的材质，则可以依据经验而定出的切削速度范围。可以利用一种描述切削力下降与切削速度之间关系的数学假设，来计算可表明高速切削条件的 最低极限切削速度νHSC。据此，切削力则由一个恒定的与切削速度相关联的分量和一个随切削速度上升而呈指数下降的分量构成。如果切削力的动态分量下降为 其原始数值的14%，则按定义就达到了极限切削速度（见图3）。

　　图3 从切削力曲线中计算切削速度VHSC

　　除了切削力随切削速度上升而下降的因素之外，还需要注意在加工有些材质时，切屑会由连续性带状切屑向扇形切屑转变。从文献资料上看，对于扇形切屑的形成目前有着如下两种不同的解释：

　　（1） 由于切削速度上升，工件形状改变的速度和有效加工区域内由热转化而来的功也在随之提高。第一种解释是基于一种假设，即由于热量生成和热量传导 这两者之间并不平衡，从而在剪切面上会出现热量堵塞现象（热量模式），最终导致材质的热失效。这种被称为隔热效应的现象在某些温度传导能力差的材质上表现 尤为明显。

　　（2）第二种解释来源于硬加工，由切削过程中剪切面的表面循环性裂纹生成，从而导致很高应力的原理中推导出来。在切割边缘，材料会发生塑性变形，从而生成带状屑，它可把单片扇形屑粘合在一起。

　　在Bremen大学进行了一项试验，其目的是在进行外圆纵向切削时，对材料的机械、热量和结构对切屑形成特性的影响，以及在高速条件下切削力与切削速度之间 关系进行研究。不同的材质特性可以通过选择不同的材料和通过有针对性的热处理而获得。图3所示表明了试验的材料对切屑形成有着重要影响的热能（温度传导能 力）和机械（室温下的抗拉强度）特性。依据这种有关扇形切屑生成的机械和热能解释模式，可以认为，温度传导能力强但抗拉强度弱的材料，更容易产生连续性的 带状切屑（图4中对角线以上区域）；而温度传导能力差但抗拉强度高的材料则更容易生成扇形切屑（图4中对角线以下区域）。

　　图4 所使用材料按照其抗拉强度和温度传导能力的排列情况

　　为了表述切屑种类特征，引用了扇形化程度的概念Gs，它可以通过显微图片并依据最小切屑厚度与最大切屑厚度的比例关系，对所出现的切屑进行评价（图 5）。显微图片由在大于极限切削速度νHSC的切削速度下所产生的切屑制得。针对连续性带状切屑，扇形程度指数等于0；若为完全扇形的切屑，扇形程度指数 则为1。

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　　图5 扇形化程度Gs的计算