​車削加工中（zhōng）控製斷屑的幾種方（fāng）法

　　


當加工產生連綿不斷的帶狀切（qiē）屑時，不僅容易劃傷工件加工表麵和損壞刀刃，嚴（yán）重時還會威（wēi）脅到操（cāo）作者的安全，所以采取必要的工藝措施，控製屑型和斷屑一直是機械加工行業中極為（wéi）重要的工藝問題。

 

由於切屑是切屑層變形的產物，所以，改變（biàn）切削加工條件是改變切屑種類、實現斷屑的有效（xiào）途徑（jìng），而影響切屑加工條件的因素主要包（bāo）括工件材料、刀具幾何角度及切屑用量等。

 

一般切屑需要滿足以下幾個基本條件（jiàn）：

 

1、切屑不得纏繞在刀具、工件及其相鄰的工具、裝備上；

 

2、切屑不（bú）得飛濺，以保（bǎo）證操作者與觀察者的安全（quán）；

 

3、精加工時，切屑不可劃傷工件的已加工表（biǎo）麵，影響已加工表麵的質量；

 

4、保證刀具預定的耐用度，不能過（guò）早磨（mó）損並竭力（lì）防止其破損；

 

5、切屑流出時，不妨礙切削液的噴注；切屑不會劃傷機床導軌或其他部件等。

 

一、切屑形狀的分類

 

 

1、帶狀切屑：帶狀切屑是一種連綿不斷的，底麵（miàn）光滑，背麵呈毛絨狀的切屑。當采用較大前（qián）角的刀具，以較高（gāo）的切削速度（dù）加工塑性金屬材料時，容（róng）易產生這種切屑。它是（shì）切削層不充分變形的產物。產生帶狀切屑時，切削（xuē）過程平穩，工件表麵粗糙度較小，但切屑不易折斷，往往（wǎng）引起纏繞，拉毛工件，甚至影響操作（zuò），所以不能忽視它（tā）的斷屑問題。

 

2、節狀切屑：節狀切屑是一種底麵光滑（huá），背麵有明（míng）顯裂紋，且裂紋較深的切屑。當采用（yòng）減小前角的刀具，以較低的切削速（sù）度加工塑性材料時，容（róng）易產生這種切屑。它（tā）是切屑層較充（chōng）分變形的產物（wù），已達到了（le）剪裂程度，產生節狀切屑時，切屑工作不平穩，工件（jiàn）表麵粗糙度較大。

 

3、粒狀切屑：粒狀切屑是一種均勻的顆粒（lì）狀切屑（xiè）。當采用小前角刀具，以很低的（de）切削速度加工塑性金屬材（cái）料時，容易（yì）產生這種切屑。它是切（qiē）削層充分變形的產物（wù），達到了材（cái）料產生（shēng）剪切（qiē）破壞，使切屑沿厚度斷裂的程度，產生粒狀切屑時，切削工作不平穩，工件表麵粗糙度較大。

 

4、崩碎切屑：崩（bēng）碎（suì）狀切屑是一種不（bú）規（guī）則的細粒狀切屑（xiè）。它是切削脆性材料時（shí），切削（xuē）層（céng）在彈性變形後，幾乎不經塑（sù）性變形（xíng）階段（duàn），突然崩裂而形成的切屑（xiè）。形成崩（bēng）碎狀切屑（xiè）時，切削工（gōng）作不穩定，刀（dāo）刃（rèn）上（shàng）受到較大的衝擊力作用，已加工表麵粗（cū）糙不平。

 

由上可知，切屑的種類隨工（gōng）件材料、切削條（tiáo）件的不同而不同。因此（cǐ），在加工過程中可以通過觀察切屑形（xíng）態來判斷切屑條件是（shì）否合（hé）適，也可以通過轉化切削條件改變切屑形態，使之向著有利於生產的方向轉化。

 

二、切屑折斷的原理

 

金屬切削過程中，切屑是否容易折斷，與切屑的變形有直接聯係，所以研究切屑折斷原理必須從研究切屑變形的（de）規律入手。

 

切（qiē）削過程中所形成的切屑，由於（yú）經過了比較大（dà）的塑性變形，它的硬度將會有所提高，而（ér）塑性（xìng）和韌性則顯著降低，這種現象叫冷作（zuò）硬化。經過冷作硬化以（yǐ）後，切屑變（biàn）得硬而脆，當（dāng）它受到交變的彎（wān）曲或（huò）衝擊載荷時就容易折斷。切屑所經受的塑性變形（xíng）越大，硬脆現象越顯著，折斷也就越容易（yì）。在切削難斷屑的高強度、高塑性、高韌性的材料時，應（yīng）當設法增大切屑的變形，以降低（dī）它的（de）塑性和韌性，便於達到斷屑（xiè）的目的。

 

切屑（xiè）的（de）變形可以由兩部分組成：

 

第一部分是切削過程中所形成的，我們稱之（zhī）為基本變形。用平前刀麵車刀自由切削時所測得的切屑變形，比較接近於基本變形的數值。影響基本變形（xíng）的主要因素有刀（dāo）具（jù）前（qián）角、負倒棱、切削速度三項。前角（jiǎo）越（yuè）小（xiǎo），負倒棱（léng）越寬、切削速度（dù）越低，則（zé）切屑的變形越大（dà），越有利於斷屑。所以，減小（xiǎo）前角、加寬負倒棱，降（jiàng）低切（qiē）削（xuē）速度可作為促進斷屑的措施。

 

第二部分（fèn）是切屑在流動和卷曲過程中所受（shòu）的變形，我們稱之為附加變形。因為在大多數情況（kuàng）下，僅有切削過程（chéng）中的基本變形還不能（néng）使切屑折斷，必須再（zài）增加一次附加變形，才能（néng）達到硬（yìng）化和折斷（duàn）的目的（de）。迫使切屑經受附加變形的最簡（jiǎn）便的方法，就是在前刀麵上磨出（或壓製出）一定形狀的斷屑槽，迫使切屑流入斷屑槽時再卷曲（qǔ）變形。切屑經受附加（jiā）的再卷曲變形（xíng）以後，進一步硬化和脆化，當它（tā）碰撞到工件或後刀麵上時，就很容易被折斷了。

 

三、斷屑方法

 

切屑斷（duàn）與不斷的根本原因在於切屑形成（chéng）過程中的變形和應力，當切屑處於不穩定的變形狀態或切屑（xiè）應力達到其強度極限時（shí），就會斷屑，通常切屑（xiè）是卷曲後折斷的。

 

合理選擇刀（dāo）具幾何角度、切削用量、磨（mó）斷屑槽（cáo）是常用的斷屑方法。

 

1、減小（xiǎo）前角、增大主偏角：前角和主偏角（jiǎo）是對斷屑影響較大的刀具幾何角度。減小前角，加劇切屑變形（xíng），易於斷屑。由於將前角磨小，會增大切削力，限製了切削用量的提（tí）高，嚴重時會（huì）損壞刀具，甚至“悶車”，一般不單（dān）純采用減小前角（jiǎo）來斷（duàn）屑。增大主偏角（jiǎo），可增大切削厚度，易（yì）於斷屑（xiè）。例如，同樣條件下90°刀就比（bǐ）45°刀容易斷屑。另外，增大主偏角，有利於減小加工中（zhōng）的振動。所以（yǐ），增大主偏角（jiǎo）是一種行之有效的斷屑方（fāng）法。

 

2、減小切削速度、增大進給量改（gǎi）變切削用量是斷屑的另一措施。增大切削速度，切屑底層金屬變軟且切屑變形不充分，不利於斷屑；減小切削（xuē）速度，反而容易斷屑。因此，在（zài）車削時，可通過降低（dī）主軸轉速，減小（xiǎo）切削速度來（lái）斷屑。增大進給量，可增加切削厚度，易於斷屑。這（zhè）是加工中常采用的一種斷屑方法（fǎ），不過應當（dāng）注意，隨著進給量的增大，工（gōng）件表麵粗糙度值（zhí）將會明顯（xiǎn）增大。

 

3、開設斷屑槽：斷（duàn）屑槽（cáo），是（shì）指在刀具前刀麵上做出的槽。斷屑槽的形狀、寬度及槽斜角（jiǎo）都（dōu）是影響斷屑的因素。

 

1）斷屑槽的形狀

 

常用的斷屑槽有（yǒu）折線形、直線（xiàn）圓弧形、全圓弧形3種槽型。

 

 

 

在切削碳素鋼、合金鋼、工具鋼時，可選用折線形、直線圓（yuán）弧形、斷屑槽；切（qiē）削高塑性材（cái）料工（gōng）件時，例如純銅、不鏽鋼工件等，可選用全（quán）圓弧形斷屑（xiè）槽。

 

2）斷屑槽的寬度

 

斷屑槽的寬度對斷屑的影響很大。一般來講，槽寬越小，切屑的卷曲半徑越小，切屑上的彎曲應力（lì）越大，越易折斷。所以，采用較小的斷屑槽寬對斷屑有利。但斷屑槽寬度必（bì）須與進給量切削深度ɑp聯係（xì）起來考慮（lǜ）。

 

若斷屑槽寬度與進給量基本合適，則可形成C形（xíng）切屑。如卷屑槽太（tài）窄（zhǎi），易產生堵屑現象，而使車刀負荷增加，甚至損（sǔn）壞切削刃；若卷屑槽太寬，切削卷曲（qǔ）半徑太大，則切削變形不夠，不易折（shé）斷，往往不流經槽底而形成不斷（duàn）的帶狀（zhuàng）切屑。

 

切屑槽的寬度也應與切削深度相適當，否則當槽太窄時，顯得切屑寬，不易在（zài）槽中卷曲，往往切屑不流經槽底而形成帶狀切屑。當槽太寬（kuān）時，又顯得切屑窄，流動較自由，變形不夠充分，也不折斷。

 

為了得到滿意（yì）的斷屑效果，應按具體加工條件，選擇合適的斷屑槽寬度。對（duì）於硬度較低的工件材料，槽應選得窄些（xiē），反之，槽應選得寬些。