車削加工中控製斷屑的幾種方法（fǎ）

當加工產生連綿不（bú）斷（duàn）的帶狀切屑時，不（bú）僅容易劃傷工件加工表麵和損（sǔn）壞刀刃，嚴重時還（hái）會威脅到操作者的安全，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（gōng）行（háng）業中極為重要的工藝問題（tí）。

 

由於切屑是切（qiē）屑層變形的產物，所以，改（gǎi）變切削加工條（tiáo）件是改變（biàn）切屑種（zhǒng）類、實現斷屑的有（yǒu）效途徑，而影響切屑加工條件的因素主要包括工件材料、刀具幾何角度（dù）及切屑用量等（děng）。

 

一般切屑需要滿足以下幾（jǐ）個基本條件：

 

1、切（qiē）屑不得纏繞在刀具、工件及其相鄰的工具（jù）、裝備上；

 

2、切屑不得飛濺，以保（bǎo）證操作（zuò）者與觀察者的安全；

 

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

 

4、保證刀具（jù）預定的耐用（yòng）度，不能過早磨損並竭（jié）力防止其破損；

 

5、切屑流出時，不妨礙切削液的（de）噴（pēn）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（dǐ）麵光（guāng）滑，背麵呈毛絨狀的切屑。當采用較大前角的刀具，以較高的切削速度加工塑（sù）性金（jīn）屬（shǔ）材料（liào）時（shí），容易產生這種切屑。它是切削層不充分變形的產物。產生帶狀切屑時，切削過程平穩，工件表麵（miàn）粗糙度較小（xiǎo），但切（qiē）屑不易折斷，往往引起纏繞，拉毛工件，甚至影響操作，所以不能忽視它的斷屑問題（tí）。

 

2、節狀切屑：節狀切屑是一種底麵光滑，背麵有明（míng）顯裂紋，且裂（liè）紋較深的切屑。當采用減小前角的刀具，以較低的切削速度加工塑性材料（liào）時，容易產生這種切屑。它是切屑（xiè）層（céng）較充分（fèn）變形的產物，已達到了剪裂程度（dù），產生節狀切屑時，切屑工作不平（píng）穩，工件表麵粗糙度較大。

 

3、粒狀切屑：粒狀切屑是一種均勻的顆粒狀切屑。當采用小前（qián）角刀具，以很低的切削（xuē）速度加工塑（sù）性金屬材料時，容易產生這種切屑。它是切削層充分變形的產物，達（dá）到（dào）了（le）材料（liào）產生剪切破壞，使切屑沿厚度斷（duàn）裂（liè）的程度，產生（shēng）粒（lì）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：崩碎狀切屑是一種不規則的細粒狀切（qiē）屑。它（tā）是切削脆性材料時（shí），切削層在彈性變形（xíng）後，幾乎不經塑性變（biàn）形（xíng）階段，突（tū）然崩裂（liè）而形成的切屑。形成崩（bēng）碎（suì）狀切（qiē）屑時，切削工作不穩定，刀刃上受到較大的衝擊力作用，已加（jiā）工表麵粗糙不平。

 

由上可知，切屑（xiè）的種類隨工件材料、切削條件的不同而不同。因此，在加工過（guò）程中可以通過觀察切屑形態來（lái）判斷切屑條件是否合（hé）適，也（yě）可以通過轉化切削條件改變切屑形態，使之（zhī）向著有利於生產的方向轉化。

 

二、切屑折斷的（de）原理

 

金（jīn）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（jiū）切屑折斷原理（lǐ）必須從研究切屑變形（xíng）的規律入手。

 

切削過程（chéng）中（zhōng）所形成的切屑（xiè），由於經過了比較大的塑（sù）性（xìng）變形，它的硬度將會有所提高，而（ér）塑性和韌性則顯著降低，這種現象叫冷作硬化。經（jīng）過冷作（zuò）硬化以後，切屑變得硬而脆，當它受到交變的彎曲（qǔ）或衝擊載荷時（shí）就容易折斷（duàn）。切屑（xiè）所經受（shòu）的塑性變形越大，硬脆現象越顯（xiǎn）著，折斷也就越容易。在切削難（nán）斷屑的高強度、高（gāo）塑（sù）性、高（gāo）韌性的（de）材料時，應當設法增大切屑的變形，以降低它的塑性和韌性，便於達到斷屑的目（mù）的。

 

切屑的變形可以由兩部分組成：

 

第一（yī）部分（fèn）是切削過程中所形成的，我們稱之為基本變形。用（yòng）平（píng）前刀麵車刀自由（yóu）切削時所測得的切屑變形，比較接近於基本變形的數值。影響基本變形的（de）主要（yào）因素有刀具（jù）前角、負倒棱、切（qiē）削速（sù）度三項。前角越小，負倒棱（léng）越寬（kuān）、切削速度越低，則切屑的變（biàn）形越大，越有利（lì）於斷屑。所以，減小（xiǎo）前角、加寬負倒棱，降低切削速度可作（zuò）為促進斷屑的措施（shī）。

 

第（dì）二部分是切屑在流（liú）動和卷曲過（guò）程中所（suǒ）受的變形，我（wǒ）們稱之為附加變形。因為在大多數情況下，僅有切削過程中（zhōng）的基本變形（xíng）還不能使切屑折斷，必須再（zài）增加一次附加變形，才能達到硬（yìng）化和（hé）折斷的目的。迫使切屑經受附加變形的最簡便的方法（fǎ），就是在前刀麵上磨出（或壓製出）一定形狀的（de）斷屑（xiè）槽，迫使（shǐ）切屑流入斷屑槽時再卷曲變（biàn）形。切屑經受附加的再卷曲變形以後（hòu），進一步硬化和脆化，當它（tā）碰撞到工件或後刀麵（miàn）上時，就很容易被折斷了。

 

三、斷屑方法

 

切（qiē）屑（xiè）斷與不斷的根本（běn）原因（yīn）在於切屑形成過程中的變形和應力，當切屑處於（yú）不穩定的變形（xíng）狀態（tài）或切屑（xiè）應力達到其（qí）強（qiáng）度極限時，就會斷屑，通常切屑（xiè）是卷曲後折斷的（de）。

 

合理選擇刀具幾何角度、切（qiē）削用量、磨斷屑槽是常用的斷屑方（fāng）法。

 

1、減小前角、增大主偏（piān）角：前角和主偏角是對斷屑影響較大的刀具（jù）幾何角度。減小前角，加（jiā）劇切屑（xiè）變（biàn）形，易於斷（duàn）屑。由於將前角磨小，會（huì）增大切削力，限製了切削用量（liàng）的提高，嚴重時會損壞刀具，甚至“悶（mèn）車”，一般不單純采用減（jiǎn）小前（qián）角來斷屑。增大主偏角（jiǎo），可增大切削厚（hòu）度，易於斷屑。例如，同樣條（tiáo）件下90°刀就比45°刀容易斷屑。另外，增大主偏角，有利於減（jiǎn）小加工中（zhōng）的振動。所以，增大主偏角是一種行之有效的斷屑方法。

 

2、減小切（qiē）削速度、增大進給量改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（shǔ）變軟且切屑變形不充分，不利於斷（duàn）屑；減小切削速度（dù），反而（ér）容易斷屑（xiè）。因此，在車削時，可通過降低主軸轉速，減小（xiǎo）切削速度來斷屑。增大進給量，可增加切削厚（hòu）度，易於斷屑。這是加工中常采（cǎi）用的一種斷屑（xiè）方法，不過應當注意，隨著進給量（liàng）的增大，工件表麵粗糙度值將會明顯增大。

 

3、開設斷屑（xiè）槽：斷屑槽，是指在刀具前刀麵上做出的槽。斷屑槽的形狀、寬度（dù）及槽斜角都是影響斷屑的因素。

 

1）斷屑槽的形狀

 

常用的斷屑槽有折線形、直線圓弧形、全圓弧形（xíng）3種槽型。

 

 

 

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

 

2）斷（duàn）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（qiē）屑上的彎曲應力越大，越易折斷。所以，采用較小的斷屑槽寬對斷屑有利（lì）。但斷屑（xiè）槽寬度必須與進給量切削深度ɑp聯係起來考慮。

 

若斷（duàn）屑槽寬度與進給量基本（běn）合適，則可形成C形切屑。如卷屑槽（cáo）太窄，易產生堵屑現象，而使車刀負荷增加，甚至損壞切削刃；若卷屑槽太寬，切削卷曲（qǔ）半徑太大，則切削變（biàn）形不夠，不易折斷，往往不流經槽底而形成不斷的帶狀切屑。

 

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（xiè）寬，不易在槽中卷曲，往往切屑不流經（jīng）槽底而形成帶狀切（qiē）屑。當槽太寬時，又顯得切屑窄，流動較自由（yóu），變形不夠充分，也不（bú）折斷。

 

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