在一定的条件下切削钢、黄铜、铝合金等塑性金属时，由于前刀面挤压及磨擦的作用，使切屑底层中的一部分金属停滞和堆积在切削刃口附近，形成硬块，能代替切削刃进行切削，这个硬块称为切屑瘤。如图 2-8所示。
如前所述，由于切屑底面是刚形成的新表面，而它对前刀面强烈的摩擦又使前刀面变得十分洁净，当两者的接触面达到一定温度和压力时，具有化学亲和性的新表面易产生粘结现象。这时切屑从粘结在刀面上的底层上流过（剪切滑移），因内摩擦变形而产生加工硬化，又易被同种金属吸引而阻滞在粘结的底层上。这样，一层一层的堆积并粘结在一起，形成积屑瘤，直至该处的温度和压力不足以造成粘结为止。由此可见，切屑底层与前刀面发生粘结和加工硬化是积屑瘤产生的必要条件。一般说来，温度与压力太低，不会发生粘结；而温度太高，也不会产生积屑瘤。因此，切削温度是积屑瘤产生的决定因素。
（2）积屑瘤的影响
图 2-8
积屑瘤有利的一面是它包覆在切削刃上代替切削刃工作，起到保护切削刃作用，同时还使刀具实际前角增大，切削变形程度降低，切削力减小；但也有不利的一面，由于它的前端伸出切削刃之外，影响尺寸精度，同时其形状也不规则，在切削表面上刻出深浅不一的沟纹，影响表面质量。此外，它也不稳定，成长、脱落交替进行，切削力易波动，破碎脱落时会划伤刀面，若留在已加工表面上，会形成毛剌等，增加表面粗糙度值。因此在粗加工时，允许有积屑瘤存在，但在精加工时，一定要设法避免。
（3） 积屑瘤的控制
控制切屑瘤的方法主要有以下几种：
- 提高工件材料的硬度，减少塑性和加工硬化倾向。
- 控制切削速度，以控制切削温度。图 2-9为积屑瘤高度切削速度关系的示意图。由于切削速度是切削用量中影响切削温度最大的因素，所以该图反映了积屑瘤高度与切削温度的关系。低速时低温，高速时高温，都不产生积屑瘤。在积屑瘤生长阶段，其高度随 Vc增高而增大；在消失阶段则随 Vc增大而减小 。因此控制积屑瘤可选择低速或高速切削。
- 采用润滑性能良好的切削液，减小摩擦。
- 增大前角，减小切削厚度，都可使刀具切屑接触长度减小，积屑瘤高度减小。
（四）第Ⅲ变形区
1 ．变形特点
工件已加工表面和刀具后刀面的接触区域，称为第三变形区。
如图 2-10所示，切削刀具刃口并不是非常锋利的，而存在刃口圆弧半径 r n,切削层在刃口钝圆部分 O处存在复杂的应力状态。切削层金属经剪切滑移后沿前刀面流出成为切屑， O点之下的一薄金属△ h D不能沿 OM方向剪切滑移，被刃口向前推挤或被压向已加工表面，这部分金属首先受到压应力。此外，由于刃口磨损产生后角为零的小棱面（ BE）及已加工表面的弹性恢复 EF（△ h），使被挤压的△ h D层再次受到后刀面的拉伸摩擦作用，进一步产生塑性变形。因此已加工表面是经过多次复杂的变形而形成的。它存在着表面加工硬化和表面残余应力。
2 ．表面加工硬化和残余应力
（ 1）加工硬化
加工后已加工表面层硬度提高的现象称为加工硬化。切削时在形成已加工表面过程中，由于表层金属经过多次复杂的塑性变形，硬度显著提高；另一方面，切削温度又使加工硬化减弱——弱化；更高的切削温度将引起相变。已加工表面的加工硬化就是这种强化、弱化、相变作用的综合结果。加工中变形程度愈大，则硬化程度愈高，硬化层深度也愈深。
工件表面的加工硬化将给后续工序切削加工增加困难。如切削力增大，刀具磨损加快，影响了表面质量。加工硬化在提高工件耐磨性的同时，也增加了表面的脆性，从而降低了工件的抗冲击能力。
（ 2）残余应力
残余应力是指在没有外力作用的情况下，物体内存在的应力。
由于切削力、切削变形、切削热及相变的作用，已加工表面常存在残余应力，有残余拉应力和残余压应力之别。残余应力会使已加工表面产生裂纹，降低零件的疲劳强度，工件表面残余应力分布不均匀也会使工件产生变形，影响工件的形状和尺寸。对精密零件的加工是极为不利的。
（五）影响切削变形的主要因素
1、工件材料
在切削条件相同的情况下，被切材料的强度越大，材料的磨擦系数减小，变形系数ξ减小，因此切削变形减小；如若被切材料的塑性愈大，愈容易产生塑性滑移和剪切变形，因此变形系数ξ愈大。所以切削低碳钢等塑性材料时，塑性变形较严重，如图 2— 11所示。
2、切削用量
切削速度 切削塑性材料时，
切削速度 Vc对切削变形的影响呈波浪形 变化，如图 2— 12所示。
在低速阶段，即速度小于 5m /min时， 由于前刀面与切屑底层磨擦系数较小，故不形成积屑瘤。当切削速度达到约 Vc 1时，开始产生积屑瘤。当切削速度达到 Vc 2时（约为 20m /min） ,积屑瘤高度达到最大值，此时前刀面的实际前角也达到最大值。
当切削速度由 Vc 2进入到 Vc 3时，此时切屑瘤高度又降低，实际前角减小，切屑变形也随之增大。当积屑瘤完全消失时（切削速度约为 40～ 75m/min）变形系数达到高峰，如果再增加切削速度 Vc，那么前刀面上的摩擦系数继续降低。另一方面，由于切削温增高，切屑底层处于微熔状态，形成润滑膜，因此切削变形又减小，变形系数也降低。
因此，可以通过控制切削速度来减小变形、降低切削力和获得较小的表面粗糙度值。在生产中，常常用高速钢刀低速精车或用硬质合金和其它超硬刀具材料进行高速精切，从而获得较小表面粗糙度值。
（2）进给量 当主偏角κ r一定时，增大进给量，切屑厚度也增加，切削变形通常是减小的，如图 2-13所示。因为，随着切削厚度增加 ,滞流层的厚度增加得不多。就是说，变形程度严重的金属层，其所占切屑体积的百分比随着切削厚度增加而下降。因此从切削层整体看，切屑的平均变形减小，变形系数ξ减小。
生产中所用的强力切削车刀、强力端铣刀和轮切式拉刀等刀具都是根据这个原理而制造出来的。
3、刀具几何角度
前角愈大，切削变形愈小，如图 2-14所示。因为前角增大时，剪切角随之增大，切屑流出时的阻力减小，切削变形减小，变形系数ξ降低。可见在保证切削刃强度的前提下，增大刀具前角对改善切削过程是有利的。
