車削加工中控製斷屑的幾種方（fāng）法（fǎ）

當加工產生連綿不（bú）斷的帶狀切屑時，不僅容易劃傷工件加工表麵（miàn）和損壞刀刃，嚴重時還會威（wēi）脅到操作者的安（ān）全，所以采（cǎi）取必要的工藝措施，控製屑型（xíng）和（hé）斷屑一直（zhí）是機械加工（gōng）行業中極為重要的工（gōng）藝問（wèn）題。

 

由於切屑是切屑層變形的產物，所以，改（gǎi）變切削加工條件（jiàn）是改變（biàn）切屑種類、實現斷屑的有效（xiào）途徑，而（ér）影響（xiǎng）切屑加工條件的（de）因素主要（yào）包括工件材料、刀具（jù）幾（jǐ）何角度及切屑用量（liàng）等。

 

一般切屑需要滿足以下幾個基本條件：

 

1、切（qiē）屑不得纏繞在刀具、工件及其相鄰的工具、裝備上；

 

2、切屑不得飛濺，以保證操作者與觀（guān）察者的安全；

 

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

 

4、保證刀具（jù）預定的耐用度，不能過早磨損並竭力防止其破損；

 

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，底麵光滑，背（bèi）麵呈（chéng）毛絨狀的（de）切屑。當采用較大（dà）前角的刀具，以較高的切削速度加工（gōng）塑性金屬材（cái）料時，容易產生這種切屑。它是切削層不充分變形的產（chǎn）物。產生帶狀切屑時，切削過程平穩，工（gōng）件（jiàn）表麵粗糙度較小，但切屑不易折斷，往往引起纏繞，拉毛工件，甚至影（yǐng）響操作，所以不（bú）能忽視它（tā）的斷（duàn）屑問題。

 

2、節狀切屑：節狀切屑是一種底（dǐ）麵光滑，背麵有明顯裂紋，且裂（liè）紋較深的切屑（xiè）。當采用減小（xiǎo）前角的刀具，以較低（dī）的切削速度加工塑性材料時，容易產生（shēng）這種切（qiē）屑。它是切屑層較（jiào）充分變形的產物（wù），已達到了剪裂程度，產生節狀切屑時，切屑工作不平穩，工件表麵粗糙度較大。

 

3、粒狀切（qiē）屑：粒狀切屑是一種均勻的顆粒狀切屑。當采用小前角刀具，以（yǐ）很（hěn）低（dī）的切削速度加工塑性金屬材料時，容易產生這種切屑。它是切削層充分變（biàn）形的產物，達到了材料產生（shēng）剪切（qiē）破壞，使切屑沿（yán）厚度斷裂的程度（dù），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：崩碎狀切屑是一種不規則的細粒狀切屑。它是（shì）切削脆（cuì）性材料時，切削層在（zài）彈性變形後，幾乎不經塑性（xìng）變形階段，突然崩裂而形成的切屑（xiè）。形成崩（bēng）碎狀切屑（xiè）時，切削工作不穩定，刀刃（rèn）上受到較大的衝（chōng）擊（jī）力作用，已（yǐ）加工表麵粗糙不平（píng）。

 

由上（shàng）可知，切屑（xiè）的種類隨工（gōng）件材料、切削條件的不同（tóng）而（ér）不同。因此（cǐ），在加工過程中可以通過（guò）觀察切屑形態來判斷切屑條件是否合適，也可以通過轉化切削條件改變切屑形態（tài），使之向著有利（lì）於生產的方向轉化。

 

二、切屑折（shé）斷的原理

 

金屬（shǔ）切削過程中，切屑是否容易折斷，與（yǔ）切屑的變形有直接（jiē）聯（lián）係，所以研究切屑折（shé）斷原理必須從研究切屑變形的（de）規律入（rù）手。

 

切削過程中所形成的切屑，由於經過了比較大的塑性變形，它的硬度將會有（yǒu）所提高，而塑性和韌性則顯著降低，這種現象叫冷（lěng）作硬化。經（jīng）過冷作硬化以（yǐ）後，切屑變得硬而脆，當它受到交變的彎曲或衝擊載荷時就容易（yì）折斷。切屑（xiè）所經受的塑性變形越大，硬脆現（xiàn）象越顯著，折斷也就越（yuè）容易。在切削難斷屑的高強度、高塑性、高韌性的材（cái）料時，應當設法增（zēng）大切屑的變（biàn）形，以降低它的塑性和韌性，便於達到斷屑的目的。

 

切屑的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（jī）本變形的數值。影響基本變形的主要因素有（yǒu）刀具前角、負倒棱、切削速度三項。前角越小，負（fù）倒棱（léng）越寬、切削速度越低，則切屑的變形越大，越有利於斷屑。所以，減小前角、加寬負倒棱（léng），降低切削速度可作為促進斷屑的措施。

 

第二部分（fèn）是（shì）切屑在流動和卷曲過程中（zhōng）所受的變形，我們（men）稱之為附加變形。因為在大多數情況（kuàng）下，僅有切（qiē）削過程中的基（jī）本變形還不能使切屑折斷，必須再增加一次附加變形，才能達到硬化和折斷的目的。迫使切屑經受附加變形的最簡便的方法，就是在（zài）前（qián）刀（dāo）麵上磨出（或壓製出）一定形狀的（de）斷屑槽，迫使切屑流入斷屑槽時再卷曲變形。切屑經受附加的再卷曲變形以後，進一步（bù）硬（yìng）化和（hé）脆化，當它（tā）碰撞到（dào）工（gōng）件或後刀（dāo）麵上時，就很容易被折（shé）斷了。

 

三、斷屑方（fāng）法

 

切屑斷與不斷的根本原因在於（yú）切屑形成過程中的變形和應力，當切屑處於不（bú）穩定的變形狀態（tài）或（huò）切屑應力達到其強度極限（xiàn）時，就會（huì）斷屑，通常切屑是卷曲後折斷的。

 

合理選擇（zé）刀具幾何角度（dù）、切削用量、磨斷屑（xiè）槽是常用的（de）斷屑方法。

 

1、減小前角、增大主偏（piān）角：前角（jiǎo）和主偏角（jiǎo）是對斷屑（xiè）影響較大的（de）刀具幾何角度。減小前角，加劇切屑變（biàn）形，易於（yú）斷屑。由於將前（qián）角磨小，會增大切削力，限製了切削用量的提高（gāo），嚴重（chóng）時（shí）會損壞刀具，甚至“悶車”，一般不單純采用減小前角（jiǎo）來斷屑。增大主偏角，可增大切（qiē）削厚度，易於斷屑。例如，同樣條件下90°刀就（jiù）比45°刀容易斷屑（xiè）。另外，增大主偏角，有利於減小加（jiā）工中的振動。所以，增大主偏角是一種（zhǒng）行之有效的斷屑方法。

 

2、減小切削速（sù）度（dù）、增大進給量改變切削用量是斷屑（xiè）的另一（yī）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；減小切削速（sù）度（dù），反而容易斷屑。因此，在車削時，可通過降（jiàng）低（dī）主軸轉速，減小切削速度來斷屑。增（zēng）大進給量，可增加切削厚度，易（yì）於斷屑。這是加工中常采（cǎi）用的（de）一種斷屑方法，不過應當注意，隨著進給量的增大，工（gōng）件表麵粗糙度值將會（huì）明（míng）顯增大。

 

3、開設斷屑槽：斷屑槽，是指（zhǐ）在刀（dāo）具前刀麵上做出的槽。斷屑槽的形狀、寬度及槽斜（xié）角都（dōu）是影響斷屑的因素。

 

1）斷屑槽的形（xíng）狀

 

常用的斷屑槽有折線形、直線圓弧形、全圓（yuán）弧（hú）形3種槽型。

 

 

 

在（zài）切削碳素鋼（gāng）、合金鋼、工具鋼時，可選（xuǎn）用折線形、直線圓弧形、斷屑槽（cáo）；切削高塑性材（cái）料工件時，例如純銅（tóng）、不（bú）鏽鋼（gāng）工件等，可選用全圓（yuán）弧形斷屑（xiè）槽。

 

2）斷屑槽（cáo）的寬度

 

斷屑槽的寬（kuān）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（yīng）力越大，越（yuè）易折斷。所以，采用較小（xiǎo）的（de）斷屑槽（cáo）寬對斷屑有利。但斷屑槽寬度必須與進給量切（qiē）削深度ɑp聯係起來考（kǎo）慮。

 

若斷屑槽寬度與進給量基本合適，則（zé）可形成C形切屑。如卷屑槽太窄，易產生堵（dǔ）屑現（xiàn）象，而使車刀負荷增加，甚至損壞切削刃；若卷屑槽太寬，切削卷曲半徑太大，則（zé）切削變形不夠，不易折斷，往往不流經槽底而形（xíng）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，顯得切屑寬，不易在槽中卷曲，往往切屑（xiè）不流經槽底而形成（chéng）帶狀切屑。當槽太寬（kuān）時，又顯（xiǎn）得切屑窄（zhǎi），流動（dòng）較（jiào）自由，變形不夠充分，也不折斷。

 

為了（le）得到滿意的斷屑效果（guǒ），應按具體加工條件，選擇（zé）合（hé）適（shì）的斷屑槽寬度。對（duì）於硬（yìng）度較低的工件材（cái）料，槽應選得窄些，反之，槽（cáo）應（yīng）選得寬（kuān）些。