​車削加工中控製斷屑的幾種方（fāng）法

　　


當加工產生連綿不斷的帶狀切屑時，不僅容（róng）易劃傷工件加工（gōng）表麵和損壞（huài）刀刃，嚴重時還會（huì）威（wēi）脅到操作者的安全，所以（yǐ）采取必要的工藝措施，控製（zhì）屑型和斷屑一直是機（jī）械加（jiā）工行業中極為重（chóng）要的工藝問題（tí）。

 

由於切屑是切屑層變（biàn）形的產物，所以，改變切削加工條件是（shì）改變切屑種類、實現斷（duàn）屑的有（yǒu）效途（tú）徑，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（yī）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（jiàn）及其相鄰的工（gōng）具、裝備上（shàng）；

 

2、切屑不得飛濺，以保證操作者（zhě）與觀察者的安（ān）全；

 

3、精加工時，切屑不可劃（huá）傷（shāng）工件的已加工表麵，影響已加工表麵的質量；

 

4、保證刀具（jù）預定的耐用度，不能（néng）過早磨損並竭力防止其破損；

 

5、切屑流出時，不妨礙（ài）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（fèn）類

 

 

1、帶狀切屑（xiè）：帶狀切屑（xiè）是一種連綿不（bú）斷的，底麵光滑（huá），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（dù）加工塑性金屬材料時，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（wěn），工件（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，甚至影響操作，所以不能忽視它的斷屑問題。

 

2、節狀（zhuàng）切屑：節（jiē）狀切屑是（shì）一種底麵光（guāng）滑，背麵有明顯裂紋，且裂紋較深的切屑。當采用減小前角的刀具，以較低的切削速度加工塑性材料時，容易產生這種切屑。它是切屑層較充分變形的產物，已達到（dào）了剪裂程度，產生節狀切屑（xiè）時，切屑工作不平穩，工（gōng）件表麵粗（cū）糙度（dù）較大。

 

3、粒狀切屑：粒狀切屑是一種均勻（yún）的顆粒狀（zhuàng）切屑。當采用小前角刀具，以很低的（de）切削速度加工塑性金屬材料時，容易產生這種（zhǒng）切屑。它是切削層充分變形的產物，達到了材（cái）料產生剪切破壞，使切屑沿厚度斷（duàn）裂的程度，產生粒（lì）狀（zhuàng）切屑時，切削工作（zuò）不平穩，工（gōng）件表麵粗糙度較大。

 

4、崩碎切屑：崩碎狀切屑是一（yī）種不規則（zé）的細粒狀（zhuàng）切屑。它是切削脆性材料時（shí），切削層在彈性變形（xíng）後，幾乎不經（jīng）塑性變形階（jiē）段，突（tū）然崩裂而形成的切屑（xiè）。形成崩碎狀切（qiē）屑時，切削工作不穩定，刀刃上受到較大的衝擊力作用，已加工表麵（miàn）粗糙不平。

 

由上可知，切屑的種類（lèi）隨工件材（cái）料、切削條件的不同而不同。因此，在加工過程中可以通（tōng）過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，使之向著有利於生產的方向轉化。

 

二、切屑折斷的（de）原理

 

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

 

切削過程中（zhōng）所形（xíng）成的切屑，由（yóu）於（yú）經過了比較大的塑性變形，它（tā）的硬度（dù）將會有（yǒu）所提（tí）高，而塑性和韌性則顯著降低，這（zhè）種現象叫冷作硬化。經（jīng）過冷作（zuò）硬化以後，切屑變得硬而（ér）脆，當（dāng）它受到交變的彎曲或衝擊載荷時（shí）就容易折斷。切屑所經受的塑性變形越大，硬脆現象越顯著，折斷也就越容易。在切削難斷屑的高強度、高塑性（xìng）、高韌性的材料（liào）時，應當設法（fǎ）增（zēng）大切（qiē）屑的（de）變形，以降（jiàng）低它的（de）塑性和韌性，便於達到斷屑的目的。

 

切屑的變形可以由兩部（bù）分（fèn）組成：

 

第一部分是切削過程中（zhōng）所形成的，我們稱之（zhī）為基（jī）本變形（xíng）。用平前刀麵車刀（dāo）自由切削時所測（cè）得的切屑變形，比較（jiào）接近於基本變形的數值。影響基本變（biàn）形的主要因素有（yǒu）刀（dāo）具前角、負倒棱、切削速度三項。前角越小，負倒棱越寬、切削速度越低，則切屑的（de）變形越大，越有利於斷屑（xiè）。所以，減小前角、加寬負倒棱，降低切削速度可作為促進（jìn）斷屑的措施。

 

第二部分（fèn）是切屑在流動和卷（juàn）曲過程中所受的變形，我（wǒ）們稱之為附加變形。因為在大多數情況下，僅有切削過程中的基本變形還不能使切屑折（shé）斷，必須再增加一次附加（jiā）變形，才能達到硬化和折斷的目的。迫使（shǐ）切屑經受附加變形的最簡便的方法，就是在前（qián）刀麵上磨出（或壓製出（chū））一定形狀的斷屑槽，迫使切屑流入斷屑槽（cáo）時再卷曲變形。切屑經（jīng）受附加的再卷（juàn）曲變（biàn）形以後，進一步硬化和脆化，當它碰撞到工件或後刀麵上時，就很容易被折斷了。

 

三、斷屑方（fāng）法（fǎ）

 

切屑斷與不斷（duàn）的根本原（yuán）因在於切（qiē）屑形成過程中的變形和應力，當切屑處於不穩（wěn）定的變形狀態或切（qiē）屑應（yīng）力達（dá）到其強度極限時，就會斷屑，通常切屑是卷曲後折斷的。

 

合理選擇刀具幾何角度、切削用量、磨斷屑（xiè）槽是常用的斷屑方法。

 

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幾何角度（dù）。減小（xiǎo）前角，加（jiā）劇切屑變形，易於斷屑。由於將前角磨小（xiǎo），會增大切削力，限製了切削（xuē）用量的提高，嚴重（chóng）時會損壞刀具，甚至“悶車”，一般不單純采用減小前角來斷屑。增大主（zhǔ）偏角，可增大切削厚度，易於（yú）斷屑（xiè）。例如，同樣條件下90°刀就比45°刀容易斷屑（xiè）。另外，增大主偏角，有利於（yú）減小加工中的振動。所（suǒ）以，增大主偏角是一種行之有效的斷（duàn）屑方法。

 

2、減小切削速度、增大進給量改變切削用量是斷屑的另一措（cuò）施。增大切（qiē）削速度，切屑（xiè）底層金屬變軟且切屑變形不充分，不利於斷屑（xiè）；減小切削速度，反而容易斷屑。因此，在車（chē）削時，可通過降低主軸轉速，減小切削速度來斷屑。增大進給量，可（kě）增加切削厚度，易於斷屑。這是加工中常采用的一種斷屑方法，不（bú）過應當注意，隨著進給量的增大，工件表麵（miàn）粗糙度值將會明顯增大。

 

3、開（kāi）設斷屑槽：斷屑槽，是指（zhǐ）在刀具前刀（dāo）麵上做出的槽。斷屑槽的形狀、寬度（dù）及槽（cáo）斜角都是影響斷屑的因素。

 

1）斷屑槽的（de）形（xíng）狀

 

常用的斷屑槽有折線形、直線圓弧形、全圓弧形3種槽型。

 

 

 

在切削碳素（sù）鋼、合金鋼、工具鋼時（shí），可選用折線形、直線圓弧形、斷屑（xiè）槽；切削高（gāo）塑性材（cái）料工件時（shí），例如（rú）純銅、不鏽鋼工件等，可選用全（quán）圓弧（hú）形斷屑槽。

 

2）斷屑槽的寬度

 

斷屑槽的寬度對斷屑的影響很大。一般來（lái）講，槽寬（kuān）越小，切屑的卷曲半徑越小，切屑上的彎曲（qǔ）應力越大，越易折斷。所以，采用較小的斷屑槽寬對斷屑有利。但（dàn）斷屑槽寬度必須與（yǔ）進（jìn）給量切削深度ɑp聯係起來考慮。

 

若斷屑槽寬度與進給（gěi）量基（jī）本合適，則（zé）可形成C形切屑。如卷屑槽太（tài）窄，易產生堵屑現象，而使車刀負荷增加，甚至損壞（huài）切削刃；若（ruò）卷屑槽太寬，切削卷曲半徑太大，則切削變（biàn）形不夠，不（bú）易折斷，往（wǎng）往（wǎng）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（xuē）深度相適當，否則當槽太窄時，顯得切屑寬，不易在槽（cáo）中卷曲，往往切屑不流經槽底而形成帶狀切屑。當槽太寬時，又（yòu）顯得切屑窄，流動較自由，變形不夠（gòu）充分，也不折斷（duàn）。

 

為了得到滿意的斷屑效（xiào）果，應按具體加工條件，選擇（zé）合（hé）適的斷屑槽寬度。對於（yú）硬度較低的工件材料，槽應選得窄些，反之，槽應選得寬些。