第三章

金屬切削過程及其變形規律金屬切削原理與刀具目錄3.1切屑的形成過程3.2切削力和切削功率3.3切削熱和切削溫度3.4刀具磨損和破損3.5已加工表面的形成3.6小結退出第一節切屑的形成過程

目錄3.1.1切屑形成的力學模型和變形區的劃分3.1.2第一變形區的變形及其簡化3.1.3第二變形區的變形3.1.4變形程度的表示方法3.1.5切屑的類型與折斷3.1.6切屑變形的變化規律返回目錄1.切屑的形成

金屬切削過程是切削層金屬在刀具的前刀面推擠下，發生以剪切滑移為主的塑性變形而形成切屑的過程。3.1.1切屑形成的力學模型和變形區的劃分2.切屑形成的力學模型在直角自由切削下，作用在切屑上的力有：前刀面上的法向力Fn和摩擦力Ff，在剪切面上也有一個正壓力Fns和剪切力Fs，這兩對力的合力應該互相平衡。3.1.1切屑形成的力學模型和變形區的劃分3.1.1切屑形成的力學模型和變形區的劃分3.變形區的劃分3.1.1切屑形成的力學模型和變形區的劃分1.第一變形區內金屬的剪切變形3.1.2第一變形區的變形及其簡化2.剪切角的計算1)麥錢特(M．E．Merchant)公式

求微商，并令，可求出Fr為最小值時φ之值。

3.1.2第一變形區的變形及其簡化2)李和謝弗(LeeandShaffer)公式也稱為切削第一定律，是根據主應力方向與最大切應力方向之間的夾角為45°的原理來計算剪切角。

3.1.2第一變形區的變形及其簡化(1)當前角γo增大時，φ角隨之增大，變形減小。可見在保證切削刃強度的前提下，增大刀具前角對改善切削過程是有利的。(2)當摩擦角β增大時，φ角隨之減小，變形增大。因此在低速切削時，采用切削液以減小前刀面上的摩擦系數是很重要的。3.1.2第一變形區的變形及其簡化1.第二變形區內金屬的擠壓變形

3.1.3第二變形區的變形2.前刀面上的摩擦

3.1.3第二變形區的變形1－單位切向力分布曲線2－正應力分布曲線lf－刀具－切屑接觸區長度lf1－粘結黏結區長度lf2－滑動區長度3.積屑瘤

3.1.3第二變形區的變形切削鋼、球墨鑄鐵、和鋁合金等塑性金屬時，在切削速度不高，而又能形成帶狀切屑的情況下，常常有一些從切屑和工件上來的金屬冷焊(黏結)并層積在前刀面上，形成硬度很高的楔塊，它能夠代替刀面和切削刃進行切削，這個楔塊稱為積屑瘤。積屑瘤的硬度可達工件材料硬度的2～3.5倍。3.1.3第二變形區的變形在Ⅰ區里形成粒狀切屑或節狀切屑，這時沒有積屑瘤出現。在Ⅱ區里形成帶狀切屑。有積屑瘤生成；積屑瘤的高度隨著切削速度的提高而增大，同時積屑瘤前端越來越象像楔子，越來越深入地楔入切削層與工件之間。當切削速度增大到Ⅱ區的右邊界時，積屑瘤的高度達到最大值。3.1.3第二變形區的變形在Ⅲ區里，積屑瘤的高度隨著切削速度的提高而減小，而且積屑瘤的頂部越趨于與前刀面平行。當v增大到Ⅲ區右邊界之值時，積屑瘤便消失。在Ⅳ區里積屑瘤不再生成，此時切屑底層高度纖維化，纖維的方向幾乎與前刀面平行。這樣的切屑底層稱為滯流層。

積屑瘤對加工的影響有以下幾個方面：(1)穩性的積屑瘤可以代替切削刃和前刀面進行切削，從而保護切削刃和前刀面，減少刀具的磨損；(2)積屑瘤的存在使刀具在切削時具有更大的實際前角，減小了切屑的變形，切削力下降；(3)積屑瘤具有一定的高度，其前端伸出切削刃之外，使實際的切削厚度增大；(4)在切削過程中積屑瘤是不斷的生長和破碎的，所以積屑瘤的高度也在不斷變化，導致了實際切削厚度的地不斷變化，引起局部過切，使零件的表面粗糙度增大。同時部分積屑瘤的碎片會嵌入已加工表面，影響零件表面質量；(5)不穩定的積屑瘤不斷地生長、破碎和脫落，積屑瘤脫落時會剝離前刀面上的刀具材料，造成刀具的磨損加劇。3.1.3第二變形區的變形避免積屑瘤產生的常用的方法有：(1)選擇低速或高速加工，避開容易產生積屑瘤的切削速度區間。例如，高速鋼刀具采用低速寬刀加工，硬質合金刀具采用高速精加工；(2)采用冷卻性和潤滑性好的切削液，減小刀具前刀面的粗糙度等；(3)增大刀具前角，減小前刀面上的正壓力；(4)采用預先熱處理，適當提高工件材料硬度、降低塑性，減小工件材料的加工硬化傾向。3.1.3第二變形區的變形1.相對滑移當平行四邊形OHNM發生剪切變形后，變為平行四邊形OGPM，在切削過程中，這個相對滑移，可以近似地看成是發生在剪切面NH上。剪切面NH被推移到PG的位置，故有3.1.4變形程度的表示方法可知在刀具的前角一定的情況下，相對滑移僅與剪切角φ有關。2.變形系數切屑厚度hch與切削層厚度hD之比，稱為厚度變形系數切削層長度lD與切屑長度lch之比，稱為長度變形系數3.1.4變形程度的表示方法切削層變成切屑后寬度的變化很小，根據體積不變原理變形系數是大于1的數，它直觀地反映了切屑變形程度，并且比較容易測量。3.1.4變形程度的表示方法3.相對滑移與變形系數的關系

(1)變形系數并不等于相對滑移。(2)當Λ≥1.5時，對于某一固定的前角，相對滑移與變形系數成正比。(3)當Λ=1時，即hD=hch，相對滑移并不等于零，因此，切屑還是有變形的。(4)當γo=15°～30°，變形系數即使具有同一的數值，倘若前角不相同，相對滑移仍然不相等，前角愈小，ε就愈大。(5)當Λ＜1.2時，不能用Λ表示變形程度。原因是：當Λ在1～1.2之間，Λ雖減小，但ε卻變化不大。3.1.4變形程度的表示方法1.切屑的基本類型

3.1.5切屑的類型與折斷前三種切屑是切削塑性金屬時得到的。最常見到的是帶狀切屑，當切削厚度大時得到節狀切屑，單元切屑比較少見。在形成節狀切屑的情況下，進一步減小前角，或加大切削厚度，就可以得到單元切屑。切屑的形態是可以隨切削條件而轉化的。2.切屑的控制

3.1.5切屑的類型與折斷1)切屑的形狀

3.1.5切屑的類型與折斷2)卷屑和斷屑3.1.5切屑的類型與折斷影響斷屑的因素還有工件材料、刀具角度、切削用量等。(1)被切削材料的屈服極限愈小，則彈性恢復少，愈容易折斷；(2)被切削材料的彈性模量大時，也容易折斷；(3)被切削材料塑性愈低，愈容易折斷；(4)切削厚度hD愈大，則應變增大，容易斷屑，而薄切屑則難斷；(5)背吃刀量ap增加，則斷屑困難增大；(6)切削速度v提高時，斷屑效果降低；(7)刀具前角γo愈小，切屑變形愈大，容易折斷。3.1.5切屑的類型與折斷3.1.6切屑變形的變化規律1.工件材料

1－00 2－103－15 4－20Cr5－20 6－9Cr7－T8-1 8－309－2Cr13 10－40CrWSi11－35Cr3MoNi12－40 13－6014－5015－18CrNi316－1Cr18Ni9Ti17－T8 18－T1219－35CrNi33.1.6切屑變形的變化規律表3-1不同材料的摩擦系數μ工件材料σb/MPaHBShD/mm0.10.140.180.22銅213550.780.760.750.7410鋼3621020.740.730.720.7210Cr4801250.730.720.720.711Cr18Ni9Ti6341700.710.700.680.67工件材料的強度和硬度增大，變形系數減小。這是由于工件材料的強度和硬度增大，使前刀面上的法向應力σav增大，摩擦系數μ減小，摩擦系數μ減小，摩擦角β減小，剪切角φ增大，所以變形系數減小。3.1.6切屑變形的變化規律2.刀具

刀具幾何參數中影響變形系數最大的是前角γo。實驗結果表明：(1)刀具前角γo越大，變形系數越小。3.1.6切屑變形的變化規律(2)刀具前角γo越大，摩擦系數μ越大。一方面由于前角γo增大，剪切角φ增大，變形系數減小，這是前角γo對變形的直接影響。另一方面前角γo還通過摩擦角β間接的影響變形程度。即前角γo增大，作用在前刀面上的法向應力σav減小，摩擦角β增大，剪切角φ越小，變形增大。但是這種間接影響小于直接影響，所以前角γo增大時，變形系數還是減小。3.1.6切屑變形的變化規律3.1.6切屑變形的變化規律3.切削用量1)切削速度v的影響

3.1.6切屑變形的變化規律2)進給量f的影響當v比較低時，曲線有駝峰。這是由于積屑瘤的消長和切削溫度的影響導致的。3.1.6切屑變形的變化規律3)背吃刀量ap的影響

ap對變形系數的影響很微小。第二節切削力和切削功率

目錄3.2.1切削力的來源3.2.2切削合力、分力及功率3.2.3切削力的測量3.2.4切削力經驗公式的建立3.2.5影響切削力的因素返回目錄3.2.1切削力的來源切削力來源于三個方面(1)克服被加工材料彈性變形的抗力；(2)克服被加工材料塑性變形的抗力；(3)克服切屑對刀具前刀面、工件過渡表面和已加工表面對刀具后刀面的摩擦力。1.切削合力和分力F可以分解為相互垂直的三個分力，即進給力Ff、背向力Fp和切削力Fc

3.2.2切削合力、分力及功率2.切削功率單位時間消耗在切削過程中的功稱為切削功率Pc

3.2.2切削合力、分力及功率進給運動相對于主運動消耗的功很少(小于1%～2%)，可以忽略不計1.間接測量法在沒有專用測力儀器的情況下，可以使用功率表測出機床電動機在切削過程中所消耗的功率PE后，按公式

PE≥

計算出Pc。在切削速度已知的情況下，利用公式計算出Fc。這種方法只能粗略的估算出切削力的大小。3.2.3切削力的測量2.直接測量法測力儀是測量切削力的主要儀器，按其工作原理可以分為機械式、液壓式和電測式。電測式又可分為電阻應變式、電磁式、電感式、電容式以及壓電式。目前常用的是電阻式測力儀和壓電式測力儀，3.2.3切削力的測量1.指數公式在生產實際中計算切削力的經驗公式可以分為兩類：一類是指數公式；另一類是按單位切削力進行計算。3.2.4切削力經驗公式的建立2.利用單位切削力計算單位切削力是指單位面積上的切削力。3.2.4切削力經驗公式的建立3.指數公式的建立指數公式是通過切削實驗建立起來的。實驗方法有單因素法、多因素法等。數據處理方法有圖解法、線性回歸法以及計算機數據采集處理法等。下面介紹以單因素實驗為基礎的圖解法。保持其它其他切削條件不變，只改變背吃刀量ap，用測力儀測出不同ap時的切削分力數據，將所得的數據畫在說對數坐標紙上，3.2.4切削力經驗公式的建立3.2.4切削力經驗公式的建立3.2.4切削力經驗公式的建立同理可得綜合各因素對Fc的影響1.工件材料工件材料強度、硬度越高，則τs越大，切削力Fc也隨之增大。但是由于強度增高。摩擦系數μ降低，摩擦角β減小，使得剪切角φ增大，所以變形系數Λh下降，切削力Fc有所減小。綜合上面兩種影響可見，切削力Fc仍然增大，但與強度的增加不成正比。3.2.5影響切削力的因素工件材料的強度、硬度相近時，塑性越大的材料，發生的塑性變形也越大，所以切削力也越大。切削脆性材料時，切削層塑性變形很小，形成的崩碎切屑與前刀面的摩擦力也很小，因此脆性材料的切削力一般小于塑性材料。同一材料的熱處理狀態不同、金相組織不同也會影響切削力的大小。3.2.5影響切削力的因素切削力的大小不單純受材料的原始強度和硬度影響，它還受到材料加工硬化能力大小的影響。例如：奧氏體不銹鋼的強度、硬度都較低，但是加工硬化能力大，較小的變形就會引起硬度較大的提高，導致切削力增大。硫S、鉛Pb元素在鋼中引起結構成分間的應力集中，容易形成擠裂切屑，其切削力比正常減小20%～30%，故被稱為易切鋼。3.2.5影響切削力的因素2.切削用量ap和f的大小決定切削面積的大小。因此，ap和f的增加均會使Fc增大，但兩者的影響程度不同。ap增大，Fc成正比線性增大。f增大，Fc成正比非線性增大。3.2.5影響切削力的因素3.2.5影響切削力的因素加工鋼時，切削速度v與切削力Fc的關系曲線。加工鑄鐵時，切削速度v與切削力Fc的關系曲線。3.2.5影響切削力的因素3.刀具前角γo對切削力的影響最大。

3.2.5影響切削力的因素3.2.5影響切削力的因素車刀的負倒棱是通過其寬度bγ1與進給量f的比值，來影響切削力的。3.2.5影響切削力的因素κr對Fc的影響不大，對Fp、Ff的影響較大。

3.2.5影響切削力的因素當κr、f、ap一定時，rε增大，Fc變化不大，但Ff減小，而Fp增大，3.2.5影響切削力的因素λs對Fc影響不大，而對Fp、Ff影響較大。4.其他因素3.2.5影響切削力的因素(1)刀具材料摩擦系數越小，切削力越小。各類刀具材料中，摩擦系數按高速鋼、YG類硬質合金、YT類硬質合金、陶瓷、金剛石的順序依次減小。(2)前刀面磨損使刀具實際前角增大，切削力減小。后刀面磨損，刀具與工件的摩擦增大，切削力增大。前后刀面同時磨損時，切削力先減小，后逐漸增大。Fp增加的速度最快，Fc增加的速度最慢。(3)刀具的前后刀面刃磨質量越好，摩擦系數越小，切削力越小。(4)使用潤滑性能好的切削液，能有效減少摩擦，使切削力減小。第三節切削熱和切削溫度

目錄3.3.1切削熱的產生和傳出3.3.2切削溫度及其分布和測量3.3.3影響切削溫度的主要因素返回目錄1.熱源切削熱的來源主要有兩個方面，一個是切屑與前刀面、工件與后刀面之間的摩擦所消耗的摩擦功，這是切削熱的主要來源。另一個是切削層金屬在刀具的作用下發生彈性變形和塑性變形所消耗的變形功。與此相對應，切削熱產生在三個區域，即剪切面、切屑與前刀面接觸區、工件與后刀面接觸區。3.3.1切削熱的產生和傳出2.切削熱的傳播切削熱傳散出去的途徑主要是切屑、工件、刀具和周圍介質(如空氣、切削液等)，影響熱傳導的主要因素是工件和刀具材料的導熱系數以及周圍介質的狀況。切屑與刀具的接觸時間也會影響切削溫度。不同的切削加工方法，切削熱沿不通傳導途徑傳遞出去的比例也各不相同。3.3.1切削熱的產生和傳出傳導途徑干車削鉆削切屑50%～86%28%工件9%～3%52%刀具40%～10%15%周圍介質1%5%1.切削溫度的測量1)自然熱電偶法利用刀具和工件材料化學成分的不同構成熱電偶，組成熱電回路測量切削溫度的方法。回路中形成了溫差電動勢，利用電位計或毫伏表可以將其數值記錄下來。再根據事先標定的熱電偶熱電勢與溫度的關系曲線(標定曲線)，便可以查出刀具與工件接觸區的切削溫度值。用自然熱電偶法測到的切削溫度是切削區的平均溫度。3.3.2切削溫度及其分布和測量3.3.2切削溫度及其分布和測量3.3.2切削溫度及其分布和測量2)人工熱電偶法人工熱電偶法是將兩種預先經過標定的金屬絲組成熱電偶，熱電偶的熱端焊接在刀具或工件上預定要測量溫度的點上，冷端通過導線串接電位計或毫伏表。根據表上的讀數值和熱電偶標定曲線，可獲得焊接點上的溫度。應用人工熱電偶法，只能測得距前刀面有一定距離處某點的溫度，3.3.2切削溫度及其分布和測量3.3.2切削溫度及其分布和測量2.切削溫度的分布(溫度場)溫度場是指工件、切屑和刀具上各點的溫度分布。3.3.2切削溫度及其分布和測量3.3.2切削溫度及其分布和測量(1)剪切面上各點的溫度基本一致，由此可以推想剪切面上各點的的應力應變規律基本上變化不大；(2)前刀面和后刀面上的最高溫度處都在離刀刃有一定距離的地方，這是摩擦熱沿刀面不斷增加的緣故。溫度最高點出現在前刀面上；(3)在剪切區域內，垂直剪切方向上溫度梯度較大，這是由于剪切滑移的速度很快，熱量來不及傳導出來，從而形成較大的溫度梯度；(4)垂直前刀面的切屑底層溫度梯度大。這說明前刀面上的摩擦是集中在切屑的底層，因此切削溫度對前刀面的摩擦系數有較大影響；(5)后刀面的接觸長度很小，因此溫度的升降是在極短時間內完成的，已加工表面受到一次熱沖擊；(6)工件材料塑性越大，前刀面上的接觸長度越大，切削溫度的分布也就均勻些。工件材料脆性越大，最高溫度所在的點離刀刃越近；(7)工件材料導熱系數越低，前、后刀面的溫度越高。3.3.2切削溫度及其分布和測量1.切削用量通過實驗得到切削溫度的經驗公式。3.3.3影響切削溫度的主要因素刀具材料加工方法Cθxθyθzθ高速鋼車削140～1700.35～0.450.2～0.30.08～0.1銑削80鉆削150硬質合金車削320f/(mm/r)0.410.310.260.150.050.10.20.3通過對比表中數據可知xθ＞yθ＞zθ，說明切削用量三要素對切削溫度的影響v＞f＞ap，這與它們對切削力的影響程度正好相反。3.3.3影響切削溫度的主要因素刀具材料加工方法Cθxθyθzθ高速鋼車削140～1700.35～0.450.2～0.30.08～0.1銑削80鉆削150硬質合金車削320f/(mm/r)0.410.310.260.150.050.10.20.31)切削速度v3.3.3影響切削溫度的主要因素2)進給量f3.3.3影響切削溫度的主要因素3)背吃刀量ap3.3.3影響切削溫度的主要因素2.刀具幾何參數1)前角γo對切削溫度的影響3.3.3影響切削溫度的主要因素2)主偏角κr對切削溫度的影響3.3.3影響切削溫度的主要因素3)負倒棱寬度br和刀尖圓弧半徑rε對切削溫度的影響負倒棱寬度在(0～2)f范圍內變化，刀尖圓弧半徑在0～1.5mm范圍內變化，基本上不會影響切削溫度。3.3.3影響切削溫度的主要因素3.工件材料1)工件材料的強度、硬度越高，切削力越大，切削時消耗的功也越多，產生的切削熱也越多，切削溫度也就越高。

3.3.3影響切削溫度的主要因素2)合金結構鋼的強度普遍高于45鋼，而導熱系數又一般均低于45鋼。所以切削合金結構鋼時的切削溫度一般均高于切削45鋼時的切削溫度。3.3.3影響切削溫度的主要因素3)不銹鋼1Cr18Ni9Ti和高溫合金GH131不但導熱系數低，而且在高溫下仍能保持較高的強度和硬度。所以切削這種類型的材料時，切削溫度比切削其他材料要高得多。

3.3.3影響切削溫度的主要因素4)脆性金屬的抗拉強度和延伸率都較小，切削過程中切削區的塑性變形很小，切屑呈崩碎狀或脆性帶狀，與前刀面的摩擦也很小，所以產生的切削熱較少，切削溫度一般比切削鋼料時低。3.3.3影響切削溫度的主要因素4.刀具磨損刀具磨損后，切削刃變鈍，刃區前方的擠壓作用增大，使切削區的金屬的塑性變形增加。同時，磨損后的刀具后角變成零度，使工件與刀具的摩擦加大，兩者均使切削熱的產生增加。所以，刀具磨損是影響切削溫度的重要因素。3.3.3影響切削溫度的主要因素5.切削液切削液對降低切削溫度、減少刀具磨損和提高已加工表面質量有明顯的效果，在切削加工中應用很廣。切削液對切削溫度的影響，與切削液的導熱性能、比熱、流量、澆注方式以及本身的溫度有很大關系。從導熱性能來看，水基切削液＞乳化液＞油類切削液。3.3.3影響切削溫度的主要因素第四節切削熱和切削溫度

目錄3.4.1刀具磨損的形式3.4.2刀具磨損的原因3.4.3刀具磨損過程及磨鈍標準3.4.4刀具耐用度及其與切削用量的關系3.4.5刀具的破損返回目錄切削時，刀具的前刀面與切屑、后刀面與工件常常相互擠壓和劇烈摩擦，產生很高的溫度。因此磨損發生在刀具的前刀面和后刀面上，前刀面磨損形成月牙洼，后刀面磨損形成磨損帶，通常前、后刀面的磨損是同時發生，相互影響的。3.4.1刀具磨損的形式1.前刀面磨損3.4.1刀具磨損的形式2.后刀面磨損3.4.1刀具磨損的形式3.邊界磨損3.4.1刀具磨損的形式3.4.2刀具磨損的原因對于一定的刀具材料和工件材料，切削溫度對于刀具磨損具有決定性的影響。切削溫度低時，由工件材料中硬質點的刻劃作用導致的機械磨損占主導地位。切削溫度高時，由受切削溫度影響較大的熱、化學磨損占主導地位。1－機械磨損2－粘結黏結磨損3－擴散磨損4－熱化學磨損1.機械磨損3.4.2刀具磨損的原因是由于工件材料中的雜質、基體組織中的硬質點(如碳化物、氮化物和氧化物等)以及積屑瘤碎片等，在刀具表面上劃出一條條溝紋造成的磨損。刀具在各種切削速度下都存在硬質點磨損，但它是低速刀具(如拉刀、板牙、絲錐等)磨損的主要原因。一般認為，由硬質點磨損產生的磨損量與刀具－工件相對滑動距離或切削路程成正比。2.粘結磨損3.4.2刀具磨損的原因黏結是在摩擦面的實際接觸面積上，在足夠大的壓力和高溫作用下，刀具和工件材料接觸到原子間距離時發生結合的冷焊現象。兩摩擦表面的黏結點因相對運動將發生撕裂而被對方帶走，如果黏結處的破裂發生在刀具這一方，就會造成刀具的損耗，這就是刀具的黏結磨損。黏結磨損程度取決于切削溫度、刀具和工件材料的親和力、刀具和工件材料硬度比、刀具表面形狀與組織和工藝系統剛度等因素。3.4.2刀具磨損的原因切削溫度是影響黏結磨損的主要因素(a)加工純鐵1－剛玉(氧化鋁)

2－立方氮化硼

3－金剛石(b)加工鈦1－剛玉(氧化鋁)

2－立方氮化硼

3－金剛石(c)YT15加工4－12Cr18Ni9Ti

5－鈦

6－純鐵(d)YG8加工4－12Cr18Ni9Ti

5－鈦

6－純鐵3.擴散磨損3.4.2刀具磨損的原因當刀具與工件材料的化學元素濃度相差較大時，它們就會在固態下互相擴散到對方中去，引起摩擦面兩側刀具和工件材料化學成分的改變，使刀具材料性能下降，從而造成刀具磨損，這種磨損稱為擴散磨損。擴散磨損是中高速切削時，硬質合金刀具磨損的主要原因，它往往和黏結磨損同時發生。擴散磨損的速度主要與切削溫度、工件和刀具材料的化學成分等因素有關。還和切屑底層在刀具表面上的流動速度有關。4.化學磨損3.4.2刀具磨損的原因切削時在一定溫度下，刀具與周圍介質的某些成分(如空氣中的氧、切削液中的極壓添加劑硫、氯等)起化學作用，在刀具表面形成一層硬度較低的化合物，而被切屑帶走，加速了刀具的磨損，或者因為刀具材料被某種介質腐蝕，造成刀具損耗，這些被稱為化學磨損。5.熱電磨損3.4.2刀具磨損的原因在切削區的高溫作用下，刀具與工件材料形成熱電偶，產生熱電動勢，形成流過刀具－工件、刀具－切屑的熱電流，從而促進化學元素的擴散,加速刀具的磨損，這種在熱電勢的作用下產生的擴散磨損稱為熱電磨損。1.磨損過程3.4.3刀具磨損過程及磨鈍標準1)初期磨損階段該階段磨損曲線的斜率較大，這意味著刀具磨損很快。3.4.3刀具磨損過程及磨鈍標準2)正常磨損階段經過初期磨損后，刀具的后刀面上被磨出一條狹窄的棱面，壓強減小。同時刀具的表面已經被磨平，磨損量的增加減緩并穩定下來，刀具進入正常磨損階段。3.4.3刀具磨損過程及磨鈍標準3)急劇磨損階段刀具經過正常磨損階段后，切削刃明顯變鈍，引起切削力、切削溫度迅速增大。這時進入急劇磨損階段，這一階段磨損曲線斜率很大，表現為刀具磨損速度很快。2.磨鈍標準3.4.3刀具磨損過程及磨鈍標準根據加工情況規定一個最大的允許磨損量，這就是刀具的磨鈍標準。表3-10硬質合金車刀的磨鈍標準加

工

條

件后刀面的磨鈍標準VB/mm精車0.1～0.3合金鋼粗車，粗車剛性較差的工件0.4～0.5碳素鋼粗車0.6～0.8鑄鐵件粗車0.8～1.2鋼及鑄鐵件大件低速粗車1.0～1.51.刀具耐用度3.4.4刀具耐用度及其與切削用量的關系1)刀具耐用度的定義刃磨后的刀具從開始使用，直至磨損量達到磨鈍標準為止時的純切削時間(不包括對刀、測量、快進、回程等非切削時間)稱為刀具耐用度，用T來表示。2)刀具耐用度與刀具壽命的關系刀具壽命是指一把新刀具從投入使用直到報廢為止的總的切削時間，其中包括多次重磨，因此刀具的壽命等于刀具耐用度與重磨次數的乘積。2.刀具耐用度方程3.4.4刀具耐用度及其與切削用量的關系提高切削速度，刀具的耐用度就會降低，其關系可以在實驗中采用單因素法(其他切削條件不變，只改變切削速度)獲得。3.4.4刀具耐用度及其與切削用量的關系vTm=C0

3.4.4刀具耐用度及其與切削用量的關系需要注意的是，上式在下面的情況下不再適用：(1)該式是以刀具的正常磨損為基礎得到的，對于脆性大的刀具材料，在斷續切削情況下的刀具破損，該式不再適用；(2)在較寬的切削速度范圍內進行實驗時，由于積屑瘤的影響，v－T關系不再是一個單調函數，而是形成駝峰型曲線，對應曲線的上升部分，該式不再適用。3.4.4刀具耐用度及其與切削用量的關系2)進給量和背吃刀量與刀具耐用度的關系切削用量三要素與刀具耐用度的一般關系式在切削用量三要素中，切削速度v對刀具耐用度的影響最大，其次為進給量f，背吃刀量ap的影響最小，這與三者對切削溫度的影響順序是一致的。3.4.5刀具的破損在切削加工中，刀具時常會不經過正常的磨損，就在很短的時間內突然損壞以致失效，這種損壞類型稱為破損。破損也是刀具損壞的主要形式之一，多數發生在使用脆性較大的刀具材料進行斷續切削或者加工高硬度材料的情況下。刀具的破損按性質可以分成塑性破損和脆性破損，按時間先后可以分成早期破損和后期破損。第五節切削熱和切削溫度

目錄3.5.1已加工表面的形成過程3.5.2已加工表面的質量指標3.5.3已加工表面的粗糙度及其控制3.5.4加工硬化3.5.5殘余應力返回目錄1.已加工表面形成過程3.5.1已加工表面的形成過程2.刃前區應力分布3.5.1已加工表面的形成過程3.5.2已加工表面的質量指標1.幾何方面的質量幾何方面的質量是指工件最外層表面與周圍環境之間界面的幾何形狀，通常以表面粗糙度表示。2.表面材質影響表面材質的主要是加工變質層。已加工表面質量可以用下面四項內容表示：(1)表面粗糙度；(2)表面層的加工硬化程度和硬化層深度；(3)表面層以及一定深度層的殘余應力大小及分布；(4)表面層金相組織的變化情況。其產生的原因可以歸納為兩個方面。(1)幾何因素產生的粗糙度，也稱為理論粗糙度，由切削運動和刀具的幾何形狀產生，主要取決于殘留面積的高度。(2)切削過程中不穩定因素所產生的粗糙度，包括積屑瘤、鱗刺、切削變形、刀具的邊界磨損、切削刃與工件相對位置變動等。3.5.3已加工表面的粗糙度及其控制1.殘留面積產生的粗糙度切削時，由于刀具與工件相對運動以及刀具幾何形狀的關系，有一小部分金屬未被切削下來，殘留在已加工表面上，稱為殘留面積，其高度直接影響到已加工表面的橫向粗糙度。3.5.3已加工表面的粗糙度及其控制2.切削過程中的不穩定因素產生的粗糙度1)積屑瘤2)鱗刺3)切削過程中的變形4)刀具的邊界磨損5)切削刃與工件相對位置變動6)切屑劃傷、拉毛3.5.3已加工表面的粗糙度及其控制經過切削后的表面，其硬度往往是基體硬度的120%～200%，即表面發生了硬化，硬化層的深度從幾個微米到幾百個微米，這種不經過熱處理而由切削過程造成的硬化現象稱為加工硬化或冷作硬化。這種表面層的硬化可以使零件的耐磨性提高，但是也增加了后續加工的難度和刀具磨損。3.5.4加工硬化1.加工硬化產生的原因由于在切削過程中，部分切削層的金屬在刀具擠壓和摩擦下，發生了強烈的變形形成了已加工表面。因此已加工表面的金屬晶格發生了扭曲，晶粒被拉長、破碎，阻礙了金屬進一步變形而使金屬強化，硬度顯著提高。此外已加工表面還受到切削溫度的影響，切削溫度低于相變點時，金屬弱化，硬度降低。切削溫度高于相變點時則引起相變。所以，已加工表面的硬度是這些強化、弱化和相變綜合作用的結果。3.5.4加工硬化2.加工硬化的表示方法1)硬化程度硬化程度是指已加工表面的顯微硬度增加值，對原始顯微硬度的百分比。也可以用加工前、后的硬度值之比表示。3.5.4加工硬化2)硬化層深度硬化層深度是指已加工表面至未硬化處的垂直距離Δhd，單位為μm。3.5.4加工硬化表3-12鋼件表面的硬化深度Δhd和硬化程度N

加

工

方

法平均硬化深度Δhdμm平均硬化程度N/(%)高速車削30～50120～150精車20～60140～180鉆孔180～200160～170拉削20～75150～200滾(插)齒120～150160～200外圓磨削(未淬火)30～60140～160研磨3～7110～1173.影響加工硬化的因素1)工件材料工件材料的硬度越低、塑性越大、熔點越高、強化就會越嚴重。就結構鋼而言，含C量少、塑性變形大，硬化嚴重。高錳鋼強化指數大，硬化程度可達200%以上。有色金屬熔點低，容易弱化，所以硬化情況比結構鋼小很多。3.5.4加工硬化2)刀具幾何參數與磨損(1)前角γo越大，金屬的塑性變形越小，Δhd越小。3.5.4加工硬化(2)后角αo越大，Δhd越小。(3)切削刃鈍圓半徑rn越大，擠壓與摩擦越嚴重，Δhd越大。3.5.4加工硬化(4)刀具磨損量VB越大，后刀面與已加工表面的摩擦越大，Δhd越大。3.5.4加工硬化3)切削用量與切削液(1)切削速度v對加工硬化的影響是多方面的，通常認為，v越高硬化程度越小，但是增加到一定值后，硬化深度又增大。3.5.4加工硬化(2)進給量f的增加，將使硬化深度增加；3.5.4加工硬化(3)背吃刀量ap的增加對硬化程度無顯著影響；(4)使用切削液，能減輕加工硬化，切削冷卻、液潤滑效果越好，硬化情況越輕。3.5.4加工硬化當切削力的作用取消后，工件表面保持平衡而存在的應力稱殘余應力。殘余應力有壓應力和拉應力之分，壓應力有時能提高零件的疲勞強度，但拉應力則會產生裂紋，使疲勞強度下降。應力分布不均勻會使零件產生變形，從而影響零件精度，對精密零件的正常工作極為不利。3.5.5殘余應力1.殘余應力產生的原因

1)塑性變形引起的應力金屬經塑性變形后體積將脹大，由于受到里層未變形金屬的牽制，故表層呈殘余壓應力，里層呈殘余拉應力。2)切削溫度引起的熱應力切削時，不均勻的溫度分布，使表層金屬產生熱應力。超過材料屈服極限時，使表層金屬產生壓縮塑性變形。切削后冷卻至室溫，表層金屬體積的收縮又受到里層金屬的牽制，故而表層金屬產生殘余拉應力。3.5.5殘余應力3)相變引起體積應力切削時，若表層溫度高于相變溫度，則表層組織可能發生相變。由于各種金相組織的體積不同，從而產生殘余應力。3.5.5殘余應力2.影響因素及控制措施

1)工件材料塑性大的材料，通常會產生殘余拉應力，塑性越大，拉應力越大。3.5.5殘余應力2)刀具(1)前角γo當γo由正值變為負值時，表層殘余應力逐漸減小，但距表層深度加大。3.5.5殘余應力采用絕對值較大的負前角時，會使已加工表面呈現殘余壓應力。3.5.5殘余應力(2)后刀面磨損量VB。VB值增加，殘余應力值加大，深度也加大。3.5.5殘余應力3)切削用量(1)切削速度v越大，殘余拉應力越大。3.5.5殘余應力(2)進給量f增大，熱應力引起的殘余應力占優勢，故呈拉應力增大的趨勢，且應力層加深。3.5.5殘余應力(3)加工淬火鋼時，背吃刀量ap對殘余應力影響不大。加工淬火后再回火的45鋼時，ap若增加，拉應力稍有減小。3.5.5殘余應力小結返回目錄在切削塑性金屬的過程中，工件材料受到刀具前刀面的推擠，發生變形，最終被撕裂下來形成切屑，這個過程中存在著三個變形區。以剪切滑移為特征的第一變形區和以內摩擦為特征的第二變形區的變形程度決定著切屑的形態、切削力的大小和切削溫度的高低。切屑變形的大小可以用相對滑移或變形系數Λ表示，不同的加工狀態生成帶狀、節狀、粒狀和崩碎四種類型的切屑，隨工件材料、刀具和切削用量等因素的改變其切屑形態也會發生轉化。返回目錄切削力、切削溫度是衡量切削狀態的重要指標，可以通過實驗獲得，是切削中變形、摩擦等內部變化的外在表現，它們相互關聯且與工件、刀具和切削用量等因素有關。切削力來源于(1)克服被加工材料彈性變形的抗力(2)克服被加工材料塑性變形的抗力(3)克服切屑對刀具前刀面、工件過渡表面和已加工表面對刀具后刀面的摩擦力。在生產實際中計算切削力的經驗公式可以分為兩類：一類是指數公式；另一類是按單位切削力進行計算。切削溫度是影響刀具磨損的最重要因素，對它的控制主要從熱源和散熱途徑兩個方面采取措施，對切削溫度分布的研究有助于探尋切削的規律。刀具的磨損形式有前刀面磨損、后刀面磨損和邊界磨損，產生磨損的機理有機械磨損、黏結磨損、擴散磨損、化學磨損和熱電磨損，這些磨損機理往往同時起作用，在不同的切削條件下，要分析哪一個在起主導作用。刀具磨損的過程大致分為初期磨損、正常磨損和急劇磨損三個階段，正常磨損階段是刀具的有效工作階段，在急劇磨損階段到來之前，就要及時換刀或更換新切削刃。制定合理的刀具磨鈍標準對提高生產效率、保證加工質量和控制生產成本很有意義。利用刀具達到磨鈍標準時的純切削時間作為刀具耐用度來衡量刀具材料切削性能，刀具耐用度與切削用量之間的關系可以通過刀具耐用度方程來加以研究。返回目錄以外摩擦為特征的第三變形區決定著已加工表面質量的好壞，已加工表面質量是從表面粗糙度、加工硬化和殘余應力等方面來衡量，已加工表面微觀幾何不平度的高度稱為粗糙度，它產生的原因有(1)幾何因素產生的粗糙度，也稱為理論粗糙度，由切削運動和刀具的幾何形狀產生，主要取決于殘留面積的高度。(2)由于切削過程不穩定因素所產生的粗糙度，包括積屑瘤、鱗刺、切削變形、刀具的邊界磨損、切削刃與工件相對位置變動等。已加工表面硬度往往是基體的120%～200%，表面層的硬化可以使零件的耐磨性提高，但是也增加了后續加工的難度和刀具磨損，加工硬化通常以硬化程度N和硬化層深度Δhd表示。當切削力的作用取消后，工件表面保持平衡而存在的應力稱殘余應力。殘余應力有壓應力和拉應力之分，壓應力有時能提高零件的疲勞強度，但拉應力則會產生裂紋，使疲勞強度下降。另外，應力分布不均勻會使零件產生變形，從而影響零件精度，對精密零件的正常工作極為不利。產生殘余應力的原因有塑性變形引起的應力、切削溫度引起的熱應力和相變引起體積應力三種。所以應認真研究金屬切削的過程，分析各種因素之間的相互關系以及它們對切削過程的影響，進而探索有效地控制措施，從而用理論來指導生產實踐。再見安全閥基本知識如果壓力容器(設備/管線等)壓力超過設計壓力…1.盡可能避免超壓現象堵塞(BLOCKED)火災(FIRE)熱泄放(THERMALRELIEF)如何避免事故的發生?2.使用安全泄壓設施爆破片安全閥如何避免事故的發生?01安全閥的作用就是過壓保護!一切有過壓可能的設施都需要安全閥的保護!這里的壓力可以在200KG以上,也可以在1KG以下!設定壓力(setpressure)安全閥起跳壓力背壓(backpressure)安全閥出口壓力超壓(overpressure)表示安全閥開啟后至全開期間入口積聚的壓力.幾個壓力概念彈簧式先導式重力板式先導+重力板典型應用電站鍋爐典型應用長輸管線典型應用罐區安全閥的主要類型02不同類型安全閥的優缺點結構簡單,可靠性高適用范圍廣價格經濟對介質不過分挑剔彈簧式安全閥的優點預漏--由于閥座密封力隨介質壓力的升高而降低,所以會有預漏現象--在未達到安全閥設定點前,就有少量介質泄出.100%SEATINGFORCE75502505075100%SETPRESSURE彈簧式安全閥的缺點過大的入口壓力降會造成閥門的頻跳,縮短閥門使用壽命.ChatterDiscGuideDiscHolderNozzle彈簧式安全閥的缺點彈簧式安全閥的缺點=10090807060500102030405010%OVERPRESSURE%BUILT-UPBACKPRESSURE%RATEDCAPACITY普通產品平衡背壓能力差.在普通產品基礎上加裝波紋管,使其平衡背壓的能力有所增強.能夠使閥芯內件與高溫/腐蝕性介質相隔離.平衡波紋管彈簧式安全閥的優點優異的閥座密封性能,閥座密封力隨介質操作壓力的升高而升高,可使系統在較高運行壓力下高效能地工作.ResilientSeatP1P1P2先導式安全閥的優點平衡背壓能力優秀有突開型/調節型兩種動作特性可遠傳取壓先導式安全閥的優點對介質比較挑剃,不適用于較臟/較粘稠的介質,此類介質會堵塞引壓管及導閥內腔.成本較高.先導式安全閥的缺點重力板式產品的優點目前低壓儲罐呼吸閥/緊急泄放閥的主力產品.結構簡單.價格經濟.重力板式產品的缺點不可現場調節設定值.閥座密封性差,并有較嚴重的預漏.受背壓影響大.需要很高的超壓以達到全開.不適用于深冷/粘稠工況.幾個常用規范ASMEsectionI-動力鍋爐(FiredVessel)ASMEsectionVIII-非受火容器(UnfiredVessel)API2000-低壓安全閥設計(LowpressurePRV)API520-火災工況計算與選型(FireSizing)API526-閥門尺寸(ValveDimension)API527-閥座密封(SeatTightness)介質狀態(氣/液/氣液雙相).氣態介質的分子量&Cp/Cv值.液態介質的比重/黏度.安全閥泄放量要求.設定壓力.背壓.泄放溫度安全閥不以連接尺寸作為選型報價依據!如何提供高質量的詢價?彈簧安全閥的結構彈簧安全閥起跳曲線彈簧安全閥結構彈簧安全閥結構導壓管活塞密封活塞導向不平衡移動副(活塞)導管導閥彈性閥座P1P1P2先導式安全閥結構先導式安全閥的工作原理頻跳安全閥的頻跳是一種閥門高頻反復開啟關閉的現象。安全閥頻跳時，一般來說密封面只打開其全啟高度的幾分只一或十幾分之一，然后迅速回座并再次起跳。頻跳時，閥瓣和噴嘴的密封面不斷高頻撞擊會造成密封面的嚴重損傷。如果頻跳現象進一步加劇還有可能造成閥體內部其他部分甚至系統的損傷。安全閥工作不正常的因素頻跳后果1、導向平面由于反復高頻磨擦造成表面劃傷或局部材料疲勞實效。2、密封面由于高頻碰撞造成損傷。3、由于高頻振顫造成彈簧實效。4、由頻跳所帶來的閥門及管道振顫可能會破壞焊接材料和系統上其他設備。5、由于安全閥在頻跳時無法達到需要的排放量，系統壓力有可能繼續升壓并超過最大允許工作壓力。安全閥工作不正常的因素A、系統壓力在通過閥門與系統之間的連接管時壓力下降超過3%。當閥門處于關閉狀態時，閥門入口處的壓力是相對穩定的。閥門入口壓力與系統壓力相同。當系統壓力達到安全閥的起跳壓力時，閥門迅速打開并開始泄壓。但是由于閥門與系統之間的連接管設計不當，造成連接管內局部壓力下降過快超過3%，是閥門入口處壓力迅速下降到回座壓力而導致閥門關閉。因此安全閥開啟后沒有達到完全排放，系統壓力仍然很高，所以閥門會再次起跳并重復上述過程，既發生頻跳。導致頻跳的原因導致接管壓降高于3%的原因1、閥門與系統間的連接管內徑小于閥門入口管內徑。2、存在嚴重的渦流現象。3、連接管過長而且沒有作相應的補償（使用內徑較大的管道）。4、連接管過于復雜（拐彎過多甚至在該管上開口用作它途。在一般情況下安全閥入口處不允許安裝其他閥門。）導致頻跳的原因B、閥門的調節環位置設置不當。安全閥擁有噴嘴環和導向環。這兩個環的位置直接影響安全閥的起跳和回座過程。如果噴嘴環的位置過低或導向環的位置過高，則閥門起跳后介質的作用力無法在閥瓣座和調節環所構成的空間內產生足夠的托舉力使閥門保持排放狀態，從而導致閥門迅速回座。但是系統壓力仍然保持較高水平，因此回座后閥門會很快再次起跳。導致頻跳的原因C、安全閥的額定排量遠遠大于所需排量。

由于所選的安全閥的喉徑面積遠遠大于所需，安全閥排放時過大的排量導致壓力容器內局部壓力下降過快，而系統本身的超壓狀態沒有得到緩解，使安全閥不得不再次起跳頻跳的原因閥門拒跳：當系統壓力達到安全閥的起跳壓力時，閥門不起跳的現象。安全閥工作不正常的因素1、閥門整定壓力過高。2、閥門內落入大量雜質從而使閥辦座和導套間卡死或摩擦力過大。3、彈簧之間夾入雜物使彈簧無法被正常壓縮。4、閥門安裝不當，使閥門垂直度超過極限范圍（正負兩度）從而使閥桿組件在起跳過程中受阻。5、排氣管道沒有被可靠支撐或由于管道受熱膨脹移位從而對閥體產生扭轉力，導致閥體內機構發生偏心而卡死。安全閥拒跳的原因閥門不回座或回座比過大：安全閥正常起跳后長時間無法回座，閥門保持排放狀態的現象。安全閥工作不正常的因素1、閥門上下調整環的位置設置不當。2、排氣管道設計不當造成排氣不暢，由于排氣管道過小、拐彎過多或被堵塞，使排放的蒸汽無法迅速排出而在排氣管和閥體內積累，這時背壓會作用在閥門內部機構上并產生抑制閥門關閉的趨勢。3、閥門內落入大量雜質從而使閥瓣座和導套之間卡死后摩擦力過大。安全閥不回座或回座比過大的因素：4、彈簧之間夾入雜物從而使彈簧被正常壓縮后無法恢復。5、由于對閥門排放時的排放反力計算不足，從而在排放時閥體受力扭曲損壞內部零件導致卡死。6、閥桿螺母（位于閥桿頂端）的定位銷脫落。在閥門排放時由于振動使該螺母下滑使閥桿組件回落受阻。安全閥不回座或回座比過大的因素：7、由于彈簧壓緊螺栓的鎖緊螺母松脫，在閥門排放時由于振動時彈簧壓緊螺栓松動上滑導致閥門的設定起跳值不斷減小。

8、閥門安裝不當，使閥門垂直度超過極限范圍（正負兩度）從而使閥桿組件在回落過程中受阻。

9、閥門的密封面中有雜質，造成閥門無法正常關閉。

10、鎖緊螺母沒有鎖緊，由于管道震動下環向上運動，上平面高于密封面，閥門回座時無法密封安全閥不回座或回座比過大的因素：謝謝觀看癌基因與抑癌基因oncogene&tumorsuppressorgene24135基因突變概述.癌基因和抗癌基因的概念.癌基因的分類.癌基因產物的作用.癌基因激活的機理主要內容疾病：

——是人體某一層面或各層面形態和功能（包括其物質基礎——代謝）的異常，歸根結底是某些特定蛋白質結構或功能的變異，而這些蛋白質又是細胞核中相應基因借助細胞受體和細胞中信號轉導分子接收信號后作出應答（表達）的產物。TranscriptionTranslationReplicationDNARNAProtein中心法規Whatisgene?基因：

—是遺傳信息的載體

—是一段特定的DNA序列（片段）

—是編碼RNA或蛋白質的一段DNA片段

—是由編碼序列和調控序列組成的一段DNA片段基因主宰生物體的命運：微效基因的變異——生物體對生存環境的敏感度變化關鍵關鍵基因的變異——生物體疾病——死亡所以才有：“人類所有疾病均可視為基因病”之說注：如果外傷如燒傷、骨折等也算疾病的話，外傷應該無法歸入基因病的行列。Genopathy問：兩個不相干的人，如果他們患得同一疾病，致病基因是否相同？再問：同卵雙生的孿生兄弟，他們患病的機會是否一樣，命運是否相同？┯┯┯┯

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┷┷┷┷增添缺失替換DNA分子(復制)中發生堿基對的______、______

和

，而引起的

的改變。替換增添缺失基因結構基因變異的概念：英語句子中的一個字母的改變，可能導致句子的意思發生怎樣的變化？可能導致句子的意思不變、變化不大或完全改變THECATSATONTHEMATTHECATSITONTHEMATTHEHATSATONTHEMATTHECATONTHEMAT同理：替換、增添、缺失堿基對，可能會使性狀不變、變化不大或完全改變。基因的結構改變,一定會引起性狀的改變??原句：1.基因多態性與致病突變基因變異與疾病的關系2.單基因病、多基因病3.疾病易感基因

基因多態性polymorphism是指DNA序列在群體中的變異性（差異性）在人群中的發生概率>1%（SNP&CNP)<1%的變異概率叫做突變基因多態性特定的基因多態性與疾病相關時，可用致病突變加以描述SNP:散在單個堿基的不同，單個堿基的缺失、插入和置換。

CNP:DNA片段拷貝數變異，包括缺失、插入和重復等。同義突變、錯義突變、無義突變、移碼突變

致病突變生殖細胞基因突變將突變的遺傳信息傳給下一代(代代相傳),即遺傳性疾病。體細胞基因突變局部形成突變細胞群（腫瘤）。受精卵分裂基因突變的原因物理因素化學因素生物因素基因突變的原因（誘發因素）紫外線、輻射等堿基類似物5BU/疊氮胸苷等病毒和某些細菌等自發突變DNA復制過程中堿基配對出現誤差。UV使相鄰的胸腺嘧啶產生胸腺嘧啶二聚體,DNA復制時二聚體對應鏈空缺，堿基隨機添補發生突變。胸腺嘧啶二聚體胸腺嘧啶胸腺嘧啶紫外線誘變物理誘變(physicalinduction)

5溴尿嘧啶(5BU)與T類似，多為酮式構型。間期細胞用酮式5BU處理，5BU能插入DNA取代T與A配對；插入DNA后異構成烯醇式5BU與G配對。兩次DNA復制后,使A/T轉換成G/C，發生堿基轉換,產生基因突變。化學誘變(chemicalinduction)堿基類似物(baseanalogues)誘變AT5-BUA5-BUAAT5-BU5-BU(烯醇式)

(酮式)GGC1.生物變異的根本來源，為生物進化提供了最初的原始材料,能使生物的性狀出現差別，以適應不同的外界環境，是生物進化的重要因素之一。2.致病突變是導致人類遺傳病的病變基礎。基因突變的意義概述：腫瘤細胞惡性增殖特性（一）腫瘤細胞失去了生長調節的反饋抑制正常細胞受損,一旦恢復原狀，細胞就會停止增殖，但是腫瘤細胞不受這一反饋機制抑制。（二）腫瘤細胞失去了細胞分裂的接觸抑制。正常細胞體外培養，相鄰細胞相接觸，長在一起，細胞就會停止增殖，而腫瘤細胞生長滿培養皿后，細胞可以重疊起生長。（三）腫瘤細胞表現出比正常細胞更低的營養要求。（四）腫瘤細胞生長有一種自分泌作用，自己分泌生長需要的生長因子和調控信號,促進自身的惡性增殖。Whatisoncogene?癌基因——是基因組內正常存在的基因，其編碼產物通常作為正調控信號，促進細胞的增殖和生長。癌基因的突變或表達異常是細胞惡性轉化（癌變）的重要原因。——凡是能編碼生長因子、生長因子受體、細胞內信號轉導分子以及與生長有關的轉錄調節因子等的基因。如何發現癌基因的呢?11910年，洛克菲勒研究院一個年輕的研究員Rous發現，雞肉瘤細胞裂解物在通過除菌濾器以后，注射到正常雞體內，可以引起肉瘤，首次提出雞肉瘤可能是由病毒引起的。0.2m孔徑細菌過不去但病毒可以通過從病毒癌基因到細胞原癌基因的研究歷程：Roussarcomavirus,RSVthefirstcancer-causingretrovirus1958年，Stewart和Eddy分離出一種病毒，注射到小鼠體內可以引起肝臟、腎臟、乳腺、胸腺、腎上腺等多種組織器官的腫瘤，因而把這種病毒稱為多瘤病毒。50年代末、60年代初，癌病毒研究成了一個極具想像力的研究領域，主流科學家開始進入癌病毒研究領域polyomavirus這期間，Temin發現RSV有不同亞型，且引起細胞惡變程度不同，推測RNA病毒將其遺傳信息傳遞給了正常細胞的DNA。這與Crick提出的中心法則是相違背的讓事實屈從于理論還是堅持基于實驗的結果？VSTemin發現逆轉錄酶，1975年獲諾貝爾獎TeminCrickTemin的實驗設計：實驗設計簡單而巧妙：將合成DNA所需的“原料”，即A、T、C、G四種脫氧核苷酸，與破壞了外殼的RSV一起在體外40℃的條件下溫育一段時間結果在試管里獲得了一種新合成的大分子，它不能被RNA酶破壞，但卻可以被DNA酶所分解，證明這種新合成的大分子是DNA用RNA酶預先破壞RSV的RNA，再重復上述的試驗，則不能獲得這種大分子，說明這個DNA大分子是以RSV的RNA為模板合成的1969年，一個日本學者里子水谷來到Temin的實驗室，這是一個非常擅長實驗的年輕科學家。按Temin的設想，他們開始尋找RSV中存在“逆轉錄酶”的證據DNA

RNA

ProteinTranscriptionTranslationReplicationReplicationRe-Transcription修正中心法規據說，1975年Temin因發現逆轉錄酶而獲諾貝爾獎時，Bishop懊惱不已，因為早在1969年他就認為Temin的RNADNA的“前病毒理論”有可能是正確的，并且也進行了一些實驗，但不久由于資深同事的規勸而放棄了這方面的努力。但Bishop馬上意識到：逆轉錄酶的發現為逆轉錄病毒致癌的研究提供了一條新途徑。一個RSV，三個諾貝爾獎！！！1989年，UCSF的Bishop和Varmus根據逆轉錄病毒的復制機制發現了細胞癌基因，并獲諾貝爾獎。Cellularoncogene啟示：Perutz說:“科學創造如同藝術創造一樣，都不可能通過精心組織而產生”Bishop說:“許多人引以為豪的是一天工作16小時，工作安排要以分秒計……可是工作狂是思考的大敵，而思考則是科學發現的關鍵”Perutzsharedthe1962NobelPrizeforChemistrywithJohnKendrew,fortheirstudiesofthestructuresofhemoglobinandglobularproteins科學的本質和藝術一樣，都需要直覺和想像力請給自己一些思考的時間吧！癌基因的分類目前對癌基因尚無統一分類的方法，一般有下面3種分類方法：一、按結構特點分（6）類（一）src癌基因家族（二）ras癌基因家族（三）sis癌基因家族（四）myc癌基因家族（五）myb癌基因家族（六）其它：如fos，erb－A等。三、按細胞增殖調控蛋白特性分成（4）類（一）生長因子（二）受體類（三）細胞內信號轉換器（四）細胞核因子二、按產物功能分（8）類（一）生長因子類（二）酪氨酸蛋白激酶（三）膜相關G蛋白（四）受體，無蛋白激酶活性（五）胞質絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶（六）胞質調控因子（七）核反式調控因子（八）其它:db1、bcl－2癌基因產物參與信號轉導

胞外信號作用于膜表面受體→胞內信使物質的生成便意味著胞外信號跨膜傳遞的完成。胞內信使至少有：cAMP（環磷酸腺苷）IP3（三磷酸肌醇）PG（前列腺素）cGMP（環磷酸鳥苷）DG（二酰基甘油）Ca2＋（鈣離子）CAM（鈣調素）主要機制是通過蛋白激酶活化引起底物蛋白一連串磷酸化的生物信號反應過程,跨膜機制涉及到：（一）質膜上cAMP信使系統（二）質膜上肌醇脂質系統這兩個系統都是由受體鳥苷酸調節蛋白（GTP-regulatoryprotein，G蛋白）和效應酶（腺苷酸環化酶磷脂酶等）組成，有相似的信號轉導過程：即受體活化后引起GTP與不同G蛋白結合活化和抑制效應酶從而影響胞內信使產生而發生不同的調控效應。（三）受體操縱的離子通道系統（四）受體酪氨酸蛋白激酶的轉導

（一）獲得性基因病

(acquiredgeneticdisease)例如：病毒感染激活原癌基因癌基因活化的機制

（二）染色體易位和重排使無活性的原癌基因轉位至強啟動子或增強子附近而被活化。與基因脆性位點相關。（三）基因擴增（四）點突變三、癌基因的產物與功能（一）癌基因產物作用的一般特點1.目前發現c-onc均為結構基因.2.癌基因產物可分布在膜質核也可分泌至胞外.（二）癌基因產物分類1.細胞外生長因子：TGF-b2.跨膜生長因子受體:MAPK3.細胞內信號轉導分子:Gprotein/Ras4.核內轉錄因子

（三）癌基因產物的協同作用實驗證明，用ras或myc分別轉染細胞，可使細胞長期增殖，但不能轉化成癌細胞，在裸鼠體內也不能形成腫瘤。但用ras+myc同時轉染細胞，則使細胞轉化成癌細胞。說明：致癌至少需要2種或以上的onc協同作用，2種onc在2條通路上發揮作用，由于細胞增殖調控是多因子，多階段影響的結果。而影響增殖分化的onc達幾十種之多，所以大多數人認為：癌發生是多階段多步驟的。Whatistumorsuppressorgene?腫瘤抑制基因（抗癌基因、抑癌基因）——是調節細胞正常生長和增殖的基因。當這些基因不能表達，或其產物失去活性時，細胞就會異常生長和增殖，最終導致細胞癌變。反之，若導入或激活它則可抑制細胞的惡性表型。——癌基因與抑癌基因相互制約，維持細胞增殖正負調節信號的相對穩定。影響1歲的兒童“二次打擊”學說兩個等位基因同時突變視網膜母細胞瘤（Retinoblastoma）RB基因變異(13號染色體)

(1)脫磷酸化Rb蛋白（活性）與轉錄因子E2F結合，抑制基因的轉錄活性(2)磷酸化Rb蛋白（失活）與E2F解離，釋放E2F(3)E2F啟動基因轉錄(4)細胞進入增生階段(G1S)因此，Rb蛋白在控制細胞生長方面發揮重要作用一旦Rb基因突變可使細胞進入過度增生狀態RB基因的功能等位基因(allele)例如：花顏色基因位于一對同源染色體的同一位置上、控制相對性狀的兩個的基因叫等位基因(allele)一對相同的等位基因稱純合等位基因

一對不同的等位基因稱雜合等位基因

顯性基因隱性基因完全顯性不完全顯性共顯性問：女性的兩條X染色體基因應如何表達？拓展知識：X染色體基因中，有65%完全處于“休眠”狀態，20%僅在部分女性身上“休眠”，15%則完全逃離“休眠”狀態一旦其中一條X染色體被損壞，還可以由另一條X染色體來糾正男性卻只有一條X染色體，一旦它遭到破壞，男性就會患上血友病、色盲以及肌肉萎縮癥等各種遺傳病以前人們一直認為，在女性的兩條X染色體中，有一條染色體是完全不起作用或是處于“休眠”狀態的在Y染色體中，目前仍在“工作”的基因只剩下不到100個X染色體中“工作”的基因>1000個有一個這樣的故事：20年前一次意外事故，三個工人遭受鈷60（Co60)放射性核素的照射結果：一名工人不久死亡一名工人幾年后死于白血病最后一名工人20年后患糖尿病就診你知道醫生在為病人檢查時發現了什么嗎？鎖骨骨折肋骨串珠樣X光片發現廣泛性骨質缺損骨髓檢查——漿細胞比例為30%左右（正常為0.6-1.3%）(多發性骨髓瘤）因此，多基因病涉及遺傳因素和環境因素物理因素化學因素生物因素自發因素2.多基因病(polygenicdisease)：性狀或疾病的遺傳方式取決于兩個以上微效基因的累加作用，同時還受環境因素的影響，因此這類性狀也稱為復雜性狀或復雜疾病（complexdisease）也叫：“復雜性狀疾病”近視(myopia)高血壓(hypertension)糖尿病(diabetes)精神分裂癥(schizophrenia)哮喘(asthma)腫瘤或癌

(tumororcancer)多基因病的遺傳要點數量性狀的遺傳基礎是兩對以上基因。這些基因之間沒有顯,隱性的區別,而是共顯性。每個基因對表型的影響很小,稱為微效基因。微效基因具有累加效應,即一個基因對表型作用很小,但若干個基因共同作用,可對表型產生明顯影響。不僅遺傳因素起作用,環境因素具有明顯作用。例如：結腸癌（Coloncancer)相關基因：NGX6，SOX7，ITGB1，HSPA9B，MAPK8，PAG，

RANGAP1，SRC和CDC2等。相關信號通路：ras/MEK/ERK，JNK，Rb/E2F，PI3K/AKT及受體相互作用相關通路，免疫反應相關通路以及細胞黏附相關通路等。①早期原發癌生長②腫瘤血管形成③腫瘤細胞脫落并侵入基質④進入脈管系統⑤癌栓形成⑥繼發組織器官定位生長⑦轉移癌繼續擴散例如：糖尿病(diabetes)依賴胰島素型糖尿病在位于第6號染色體上可能包含至少一個對I型糖尿病敏感的基因在人類基因組中，大約10個位點現在被發現似乎對I型糖尿病敏感其中：1)11號染色體位點IDDM2上的基因

2)葡萄糖激酶基因高血壓(hypertension)目前最受關注的是ATP2B1基因編碼一種膜蛋白，具有鈣泵特性能將高濃度細胞內鈣泵出細胞外。精神神經性疾病精神分裂癥基因表達改變/誘導增強家族史家暴基因本質：基因組變異驚嚇—？—基因突變——精神病多基因病的遺傳：易患性(liability)易感性(susceptibility)發病閾值(threshold)易患性(liability)——在多基因病發生中，遺傳因素和環境因素共同作用決定一個個體患某種遺傳病的可能性。possibility遺傳因素(here