車（chē）削加工中控製斷屑的幾種方法

當加工產生連綿不斷的帶狀切屑（xiè）時，不僅容易劃傷工件加工表麵和損壞（huài）刀刃（rèn），嚴重時還會威脅到操作者的安全，所以采取必要的工（gōng）藝措施，控製（zhì）屑（xiè）型和斷屑一直是機械加工行業中極為重要的工藝（yì）問題。

 

由於切（qiē）屑是切屑層變形的產物，所（suǒ）以，改變切削加工條件是改變切屑種（zhǒng）類、實現斷屑的有效途徑，而影響切屑加工條件的因素（sù）主（zhǔ）要（yào）包括工件材料、刀具幾何角度及切（qiē）屑用（yòng）量等。

 

一般切屑（xiè）需要滿足以下幾個基本條件：

 

1、切屑不得纏繞在刀具、工件及其相鄰（lín）的工具、裝備上；

 

2、切屑不得飛濺，以保證操作者與觀察者的（de）安全；

 

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

 

4、保證刀具預（yù）定的耐用度（dù），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（qiē）屑不（bú）會劃傷機床導軌或其（qí）他部件等。

 

一、切屑形狀的分類

 

 

1、帶（dài）狀切屑：帶狀切屑是一種連綿（mián）不斷的，底麵（miàn）光滑，背麵呈毛絨（róng）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性金屬材料時，容易（yì）產生（shēng）這種切屑。它是切削層不充（chōng）分變形的產物。產生（shēng）帶狀切屑時，切削過程平穩，工件表麵粗糙度較小，但切（qiē）屑不易折斷，往往引起纏（chán）繞，拉毛工件，甚至影響操作（zuò），所以不能忽視它的斷屑問（wèn）題。

 

2、節狀切屑：節狀切（qiē）屑是一種底麵光滑（huá），背（bèi）麵有明顯裂紋，且裂紋較深的切屑。當采用減小前（qián）角的刀具，以（yǐ）較低的切削速度加工塑性材（cái）料時，容易產生這種切屑（xiè）。它是切屑層較充（chōng）分變（biàn）形的產（chǎn）物，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、粒狀切屑：粒狀切屑是一種均（jun1）勻的顆粒狀（zhuàng）切屑。當采用小（xiǎo）前角（jiǎo）刀具，以很低的切削（xuē）速度加工塑（sù）性金屬材料時，容（róng）易產生這種切屑。它是切削層充分變形的（de）產物（wù），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（zhuàng）切屑。它是切削脆性材料時（shí），切削層在彈性變形後，幾（jǐ）乎不經塑性變形階段，突然崩裂而（ér）形成的切屑。形成崩碎狀切屑時，切削工作不穩定，刀（dāo）刃上受到較大的（de）衝擊力作用，已加工（gōng）表麵粗糙不平。

 

由（yóu）上可知，切屑（xiè）的種類隨工件材料、切（qiē）削條件的不同而不同（tóng）。因此，在加工過（guò）程中可以通過觀（guān）察切屑形（xíng）態來判斷切（qiē）屑條（tiáo）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（xiè）折斷的原理

 

金屬切削過程中，切屑是否（fǒu）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規律入手。

 

切削（xuē）過（guò）程中所形成的切屑，由（yóu）於經（jīng）過了比較大的塑性變（biàn）形，它的硬度將會有所提高，而塑性和韌性則顯著降低（dī），這種現象叫冷作硬化。經過冷作硬化以後，切屑變得硬而脆，當它受（shòu）到交變的彎曲或（huò）衝擊載荷（hé）時就（jiù）容（róng）易折斷。切屑所經受的塑性（xìng）變形越大，硬脆現象越顯著，折斷也就越容（róng）易（yì）。在切削難斷屑的高強度、高塑性、高韌性的材料時，應當設法增大切屑的變形，以降低它的塑性和韌性，便於達到斷屑的目的。

 

切（qiē）屑的變形可（kě）以由兩部分組成：

 

第一部分（fèn）是切削過程中所形成的，我們稱（chēng）之為基本變形。用平（píng）前刀麵車（chē）刀自由切削時所測（cè）得的切屑變形，比較接近於基（jī）本變（biàn）形（xíng）的數值（zhí）。影響基本變形（xíng）的主要因素有刀具前角、負（fù）倒棱、切削速度三項。前角越小，負（fù）倒棱越寬、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，降低切削速度（dù）可作為促進（jìn）斷屑（xiè）的措施。

 

第二部分（fèn）是切屑在（zài）流動和卷曲過程中所受的變形，我們稱之為附加變形。因為在大多數情況下，僅有切削過程中（zhōng）的基本變形還不能使切屑折斷，必須再增加（jiā）一次附加變形，才能達到硬化和折斷的目（mù）的。迫使切屑（xiè）經受附加變形的最簡便的方法，就是在前刀麵上磨出（或壓（yā）製出）一定形狀的斷屑槽，迫使切屑（xiè）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，進一步硬化和脆化，當它碰撞到工（gōng）件或後刀麵上時，就很容易被折斷了。

 

三（sān）、斷屑方法

 

切屑斷與不斷（duàn）的（de）根本原因在於切屑形（xíng）成過程中的（de）變形和應（yīng）力，當切屑處於不（bú）穩定的變形狀態或（huò）切屑應力達到其強度極限時，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、磨斷屑槽是常用（yòng）的斷屑（xiè）方法。

 

1、減小（xiǎo）前角、增大（dà）主偏角：前角和主偏角是對斷屑影響較大的刀（dāo）具幾何角度。減小前角，加劇切（qiē）屑變形，易於斷屑。由於將（jiāng）前角磨小，會增大切（qiē）削力，限（xiàn）製了切削用量的提高，嚴重時會損壞刀具（jù），甚至“悶車”，一般不單純（chún）采用減小前角來斷屑。增大主偏角，可增大（dà）切削厚度，易於斷屑。例如，同樣條件下90°刀就比45°刀容易斷屑。另外，增大主偏角，有利（lì）於減小（xiǎo）加工中的振動。所以，增大主偏角是（shì）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（duàn）屑（xiè）的另一措施。增大切削速度，切屑底層金屬變軟且切屑變形（xíng）不充分，不利於斷屑（xiè）；減小切削速度，反而（ér）容易斷屑。因此，在車削時，可通過降（jiàng）低主軸轉速，減小切削速度來斷屑（xiè）。增（zēng）大（dà）進給量，可增加切削厚度，易於斷屑。這是加工中（zhōng）常采用的一種斷屑（xiè）方法，不過應當（dāng）注意，隨著進給量的增大，工件表麵粗糙度值（zhí）將會明顯增大。

 

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

 

1）斷（duàn）屑槽的形狀（zhuàng）

 

常用的斷屑槽有折線形、直線圓弧形、全圓弧形3種（zhǒng）槽型。

 

 

 

在切削碳素（sù）鋼、合（hé）金鋼、工具鋼時，可選用折（shé）線形、直線圓弧形、斷屑槽；切削高塑性材料工件時，例（lì）如純銅、不（bú）鏽鋼（gāng）工件等，可選用全圓（yuán）弧形斷屑槽。

 

2）斷屑槽的（de）寬度

 

斷屑槽（cáo）的寬度（dù）對斷屑的影響很大。一（yī）般來講，槽寬越小，切屑的卷曲半徑越小，切屑上的彎曲應力越大，越（yuè）易折斷。所以，采用較小（xiǎo）的斷屑槽寬對斷（duàn）屑有利。但斷屑槽（cáo）寬度必須與進給量切削（xuē）深度ɑp聯係起來考慮。

 

若斷屑（xiè）槽寬度與進給量基（jī）本合適，則可（kě）形成C形切屑（xiè）。如卷屑槽太窄，易產生（shēng）堵屑現象，而使車刀負荷（hé）增（zēng）加，甚（shèn）至損壞切（qiē）削刃；若（ruò）卷屑槽太寬，切削卷曲半徑太（tài）大，則切削變形不夠，不易折斷（duàn），往往不流經槽底而（ér）形成不斷的帶狀切屑。

 

切屑槽的寬度（dù）也應與（yǔ）切削（xuē）深度相適當，否則當槽（cáo）太（tài）窄時，顯得（dé）切屑寬，不易在槽中卷曲，往往（wǎng）切屑不流經槽底而形成帶狀切屑。當槽太寬時，又顯得切（qiē）屑窄，流動較自由，變形不夠充分，也不折斷。

 

為（wéi）了得到滿意的斷屑（xiè）效果，應按（àn）具體加（jiā）工條件（jiàn），選擇合（hé）適（shì）的斷屑槽寬度。對於硬度（dù）較低的工件材料，槽（cáo）應選得窄些，反之，槽應選得寬些。