一、鳞刺对已加工表面粗糙度的影响
鳞刺就是已加工表面上的鳞片状毛刺(图9—3—图9—7)[19]。生产实践及科学实验表明[18][19]，在较低的及中等的切削速度下，用高速钢、硬质合金或陶瓷刀具，切削一些常用的 塑性金属，如低碳钢、中碳钢、铬钢(40Cr、20Cr)、不锈钢、铝合金、紫铜等，在车、刨、插、钻、拉、滚齿、螺纹车削、板牙铰螺纹等工序中，都可能出现鳞刺。图9—8所示是顺着切削运动方向、垂直于已加工表面的鳞刺的显微剖面。鳞刺对表面粗糙度有严重的影响，使已加工表面变得很粗糙。由此可知，鳞刺的产生是切削加工中获得较小粗糙度的表面的一大障碍。
二、切削速度和切削厚度对鳞刺高度的影响[118][96]
1.切削速度对鳞刺高度的影响
图9—9表示鳞刺高度hs和积屑瘤高度hb与切削速度Vc之间的关系。从图看出：hb—Vc、hs—Vc曲线都有驼峰；但它们的最大值对应的速度各不相同，在hD＝0.19mm的情况下， 积屑瘤高度阶的最大值所对应切削速度Vc＝0.167m／s(10m／min)，而鳞刺高度hs的最大值所对应的切削速度Vc＝0.367m／s(22m／min)。当Vc＞0.167m/s；积屑瘤高度随切削速度的增大而下降，当Vc增大到0.45m／s(27m／min)后，积屑瘤便消失，但是鳞刺仍然生成；即使切削速度高达1.17m/s(70m／min)，鳞刺仍不消失。由此可见，即使在速度较高、积屑瘤不再生成的情况下，仍然有鳞刺形成，只是这时鳞刺的高度大大减小。
2.切厚度对鳞刺高度的影响
图9—l0a表示鳞刺高度hs和积屑瘤高度hb与切削厚度hD之间的关系；从实验中得知，当hD＜0.3mm时，切屑为带状，有积屑瘤形成，它的高度hb随hD的增大而增大。这时鳞刺也随hD的增大而增大，但是增大得比较缓慢。由于切削速度比较低(Vc＝0.073m／s)，所以当hD＞0.3mm时，切屑便由带状转变为节状，积屑瘤即行消失，如图9—l0b、c所示。图9—10b、c都是用快速落刀法取得的切屑根部的显微金相照片。图b说明hD＝0.304mm时切屑根部有积屑瘤形成，图c说明hD＝0.380mM时积屑瘤不再形成。可是从图9—10a中hs—a。曲线看出，在积屑瘤消失之后，鳞刺高度仍然随着hD的增大而增大，而且增大得比较迅速。由此可见，在形成节状切屑助情况下，也能形成鳞刺。
三、鳞刺的形成过程
从上文得知，鳞刺可以在下述三种情况下形成：
(1)形成节状切屑或单元切屑时；
(2)形成伴有积屑瘤的带状切屑时；
(3)形成无积屑瘤的带状切屑时。
在前两种情况下形成的鳞刺对己加工表面粗糙度影响较大，现将在前两种情况下鳞刺的形成过程分述如下：
1.在形成节状切屑的情况下鳞刺的形成过程[152]
在形成节状切屑的情况下，鳞刺的形成过程可分为四个阶段。
(1)抹拭阶段Ⅰ
鳞刺形成的第一阶段是抹拭阶段。这时，前一鳞刺已经形成，新鳞刺还未出现，而切屑沿着前刀面流出，切屑以刚切离的新鲜表面抹拭刀—屑摩擦面，将摩擦面上有润滑作用的吸附膜逐渐拭净，使冷焊面积增大，从而增大摩擦力，为切屑由前刀面上的停留创造条件。如图9—11a所示。
(2)导裂阶段Ⅱ
鳞 刺形成的第二阶段是导裂阶段。由于在第一阶段里，切屑逐渐将前刀面上的摩擦面抹拭干净，增大了冷焊面积，因而使摩擦力逐渐增大。当摩擦力增大到能抵御切削 力推动切屑沿前刀面流出的切向分力时，切屑便停留在前刀面上，暂时不再沿前刀面流出。这时切屑代替前刀面挤压切削层，刀具只起支持切屑的作用。这一阶段的 特征是：在切削刃前下方，切屑与已加工表面之间出现一裂口，即所谓导裂，如图9—11b所示。第二阶段历时远比第一阶段短。
(3)层积阶段Ⅲ
鳞 刺形成的第三阶段是层积阶段。当第二阶段一结束，随即进入鳞刺形成过程的第三阶段。由于切削运动的连续性，切屑一旦停留在前刀面上，便代替刀具继续挤压切 削层，使切削层中受到挤压的金属转变为切屑。而这部分新成为切屑的金属，只好逐层地积聚在起挤压作用的那部分切屑的下方。这些金属一旦积聚并转化为切屑， 便立即参加挤压切削层的工作；同时，随着层积过程的发展，切削厚度将逐渐增大，切削力也随之增大。层积阶段如图9—11c所示。
(4)切顶阶段Ⅳ
鳞刺形成过程的第四阶段是切顶阶段。由于切削厚度逐渐增大，切削抗力也随之增大，推动切屑沿前刀面流出的分力Fγ也增大。当层积金属达到一定厚度后，Fγ力便也随之增大到能够推动切屑重新流出的程度，于是切屑又重新开始沿前刀面流出，同时切削刃便切出鳞刺的顶部，如图9—11d。至此，一个鳞刺的形成过程便告结束。紧接着，又开始另一个新鳞刺的形成过程。如此周而复始，在工件加工表面上便不断地生成一系列鳞刺。
在鳞刺形成过程的四个阶段里，切屑在导裂和层积阶段，是停留在刀具前刀面上的；在抹拭和刮成阶段里，切屑是沿着前刀面流出的。在形成鳞刺的过程中，切屑流出和停留是交替地进行的，而且交替的频率很高。
上述是鳞刺形成的典型过程，通常是在形成节状切屑或粒状切屑时见到。在典型过程里，当切屑每形成一个切屑单元体(一节或一粒单元切屑)时，就出现一个鳞刺。当然并不是节状切屑的鳞刺的形成只有典型过程，相反，除典型过程外，还经常混杂着非典型过程(图9—12)。
非典型过程也同样有四个阶段。典型过程和非典型过程之间的差别仅在于第四阶段，而第一、二、三阶段都是相同的。非典型过程的第四阶段有若干种形式，常遇到的图9—12所示的Ⅳ2、Ⅳ3、Ⅳ4三种[19]。按照Ⅳ2形式进行时，每形成一个切屑单元就有两个或几个鳞刺产生；按照Ⅳ3形式进行时，鳞刺的顶面凹陷，在已加工表面上造成一个锅底形凹洼，在凹洼底面有一道鳞刺，例如用板牙切螺纹时形成的麻点(图9—13)[19]。按照Ⅳ4形式进行时，只形成凹进；也是麻点的一种。
2.在形成伴有积屑瘤的带状切屑时鳞刺的形成过程
在积屑瘤前方形成鳞刺的过程同样有四个阶段：抹拭、导裂、层积和切顶阶段，如图9—14—图9—16所示。
上 文讲过的节状切屑前方鳞刺形成过程各阶段的涵义和这里讲的积屑瘤前方鳞刺形成过程各阶段的涵义略有不同。前者所谓抹拭指的是切屑抹拭前刀面，后者指的是切 屑抹拭积屑瘤的前端。前者的导裂只在已加工表面上出现，后者在已加工表面和切屑底面同时出现。在前者的层积阶段里经过塑性变形的切削层金属全部在切屑单元 体前方层积，而在后者的层积阶段里只有很小的一部分切削层金属层积在积屑瘤前端，而很大的一部分仍然连续地沿着积屑瘤的顶面流出。前者的切顶阶段只切出一 个鳞刺，而后者却同时切出两个鳞刺的顶面，分别在已加工表面和切屑底面各形成一个鳞刺。
四、鳞刺的成因和抑制
综上所述得知，鳞刺的成因是：切削层金属周期地在节状切屑单元体前方或在积屑瘤前方层积，并周期地被切顶而形成鳞刺。
抑制鳞刺的措施有：
(1)减小切削厚度hD；
(2)采用润滑性能良好的极压切削油或极压乳化液，同时适当降低切削速度，以保持切削液的润滑性能。
上述这两项措施可以同时采用。
(3)采用硬质合金或高硬度的刀具，进行高速切削。
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