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時，不（bú）僅容易劃傷工件加工表麵和損（sǔn）壞刀刃，嚴重時還會威脅到操作（zuò）者的安全，所以（yǐ）采取必（bì）要（yào）的（de）工藝措施，控製屑型和斷（duàn）屑一直是機械加工行業中極為重要的工藝問題。

 

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

 

一般切屑需要滿足以下幾個基本條件：

 

1、切屑不得纏（chán）繞在刀具、工件及其相鄰（lín）的工具、裝備上（shàng）；

 

2、切屑不得飛濺（jiàn），以（yǐ）保證操作者與觀察（chá）者的安全（quán）；

 

3、精加工時，切屑不可劃傷工件的已加工表麵，影響已加工表麵的質量；

 

4、保證刀具預定的耐用度，不能過早磨損並（bìng）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（shāng）機（jī）床導軌或（huò）其他部件（jiàn）等。

 

一、切屑形狀的分類

 

 

1、帶狀切屑：帶（dài）狀切屑是一種（zhǒng）連（lián）綿不（bú）斷的，底麵光滑，背麵呈毛絨狀的切屑。當采用較大前角的刀具（jù），以較高的切削（xuē）速度加工（gōng）塑性金屬材料時，容易產生這種（zhǒng）切屑。它（tā）是切（qiē）削層不充分變形的產物。產生帶狀切屑時（shí），切（qiē）削過程平穩，工件表麵粗糙度較小，但切屑不易折斷，往往引起纏繞，拉毛工（gōng）件，甚至影響操作，所以不能忽視它（tā）的斷屑問題。

 

2、節狀（zhuàng）切屑：節狀切屑是一種底（dǐ）麵（miàn）光滑，背麵有（yǒu）明顯裂紋，且裂紋較深（shēn）的切屑。當采用減小前角的刀（dāo）具，以較低的切削速度加工塑性材料時，容易產生這（zhè）種切屑。它是切（qiē）屑（xiè）層較（jiào）充分變形的產物，已（yǐ）達到了剪（jiǎn）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（xiè）：粒狀切屑是（shì）一種均勻的顆粒狀切屑（xiè）。當采用小（xiǎo）前角刀具（jù），以很低的切削速度加工塑性金（jīn）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（wù），達（dá）到了材（cái）料產生剪切破壞，使切屑沿厚（hòu）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（cū）糙度較大。

 

4、崩碎切屑：崩碎狀切屑（xiè）是一種不規則的細粒狀切屑。它是切削脆性材料時，切削層在彈性變形後（hòu），幾乎不經塑性變形階段，突然崩裂而形成的切屑。形成（chéng）崩碎狀切屑時，切（qiē）削工作不（bú）穩定（dìng），刀刃上受（shòu）到較大的衝擊力作用，已加工（gōng）表麵粗糙不平。

 

由上可知，切屑的（de）種類（lèi）隨工件材料、切削條件的（de）不同（tóng）而不同。因此，在加工（gōng）過程中可以通過觀察切屑形態來判斷切（qiē）屑條件是（shì）否合適，也（yě）可以通過轉化切削條件改變切屑形態，使之（zhī）向著（zhe）有利（lì）於生（shēng）產的方向轉（zhuǎn）化。

 

二、切屑（xiè）折斷的原（yuán）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（qiē）屑（xiè）折斷原理必須從研究切屑變形的規律入手。

 

切削過程中所形成的（de）切（qiē）屑，由（yóu）於經過了比較大的塑性變形，它的硬度將會有所提高，而塑性和韌性則顯著（zhe）降低，這種現象叫冷作硬化。經過冷作硬化以後，切屑變得硬而脆，當它受到交變的（de）彎曲或（huò）衝擊載荷時就容易折斷。切屑所經（jīng）受的塑性（xìng）變形越大，硬（yìng）脆現象越顯著，折斷也就越（yuè）容易。在切削難斷屑的高（gāo）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（sù）性和韌性，便於達到斷（duàn）屑的（de）目的。

 

切屑的變形可以（yǐ）由兩部分組（zǔ）成：

 

第（dì）一部（bù）分是（shì）切削（xuē）過程中所形成的，我們稱之為基本變形。用（yòng）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（biàn）形的數值。影響基本變形的主要因素有刀具（jù）前角、負倒棱、切削速度三項。前角越（yuè）小（xiǎo），負倒棱越寬、切削速（sù）度越（yuè）低，則切屑的變（biàn）形越（yuè）大，越有利於斷屑。所（suǒ）以，減小前（qián）角（jiǎo）、加寬負倒（dǎo）棱，降低切削速度可作為促進斷屑的措施。

 

第二部分是切（qiē）屑在流動（dòng）和卷曲過程中所受的變形，我（wǒ）們稱之為附加變形（xíng）。因為在大多數情況下，僅有切削過程中的基（jī）本變形還不能使切屑折斷（duàn），必（bì）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（qiē）屑經受附加變形的最簡便的方法，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變形。切屑（xiè）經受附加（jiā）的再卷曲變形以後，進一（yī）步硬化和脆化，當它碰撞到工件或（huò）後刀麵上時，就很容易被折斷（duàn）了。

 

三、斷屑方法

 

切屑斷與不斷的根本原因在於切屑形成過程（chéng）中的變形和應力，當切屑處於不穩定的（de）變形狀態或（huò）切屑應力達到其強度極限時，就（jiù）會斷屑，通常切屑是卷曲（qǔ）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、增大主偏角：前（qián）角和主偏角是對斷屑影響較大的刀具幾何角（jiǎo）度。減小前角，加劇切（qiē）屑變形，易於斷屑。由於將前角磨小，會增大切削力，限製了切（qiē）削用量的提高，嚴重時會損壞刀具，甚至“悶車”，一般不單純（chún）采用減小前角來斷屑（xiè）。增大主偏角，可增大切削厚度，易於斷（duàn）屑（xiè）。例（lì）如，同樣條件下90°刀就（jiù）比45°刀容易（yì）斷屑。另外，增大主偏角，有利於減（jiǎn）小加工中的振動。所以，增大主偏角是一種行之有效的斷屑方法（fǎ）。

 

2、減小切削速度、增（zēng）大進給量改變（biàn）切削用量是斷屑的另一措施。增大切削速度，切（qiē）屑底層（céng）金屬變軟且切屑變形不（bú）充分，不利於斷屑；減小切削速（sù）度，反而容易（yì）斷屑。因此，在車削時，可通過（guò）降低主軸轉速，減小切削速度（dù）來（lái）斷（duàn）屑。增大進給量，可增加切削厚度，易於（yú）斷屑。這是加工中常采用的一種斷屑方法，不過應當注意（yì），隨著進給量的增大（dà），工件表麵粗糙度值將會明顯增大。

 

3、開設斷屑槽：斷屑槽（cáo），是指在刀具前刀麵上（shàng）做出的槽。斷屑槽的形狀、寬度及槽斜（xié）角（jiǎo）都是影（yǐng）響斷屑的因（yīn）素。

 

1）斷屑槽的形狀

 

常（cháng）用的斷屑槽有折線形、直線圓弧（hú）形（xíng）、全圓弧形3種槽型。

 

 

 

在切削碳素鋼、合金鋼、工具鋼時，可選（xuǎn）用折線形、直線圓弧形、斷屑槽；切削（xuē）高塑性材料工件時，例如純銅、不鏽鋼工件等，可選用全圓弧形斷（duàn）屑槽。

 

2）斷屑槽的寬度

 

斷屑（xiè）槽的寬度對斷屑的影響很大（dà）。一般來講，槽寬越小，切屑的卷（juàn）曲半徑越小，切屑上的彎曲應力越大，越易折斷。所（suǒ）以，采用較小的斷屑槽寬對斷屑有利。但（dàn）斷屑槽寬度必須（xū）與進給量切削深度ɑp聯係起來考（kǎo）慮。

 

若斷屑槽寬（kuān）度（dù）與進給量基本合適，則可形成C形切屑。如卷屑（xiè）槽太窄，易產生堵屑現象，而（ér）使車刀負荷增加，甚至損（sǔn）壞切削刃；若卷屑槽（cáo）太寬，切削卷曲半徑太大，則切削變形不夠（gòu），不易折斷，往往不（bú）流經（jīng）槽底（dǐ）而形成不斷的帶狀切屑。

 

切屑槽的寬（kuān）度也應與切削深度相適當（dāng），否（fǒu）則（zé）當槽太窄時，顯得切屑寬，不易在槽中卷曲，往往切屑不流經槽底而形成（chéng）帶狀（zhuàng）切屑。當槽太（tài）寬時，又顯得切屑（xiè）窄，流動較自由，變形不夠充分，也（yě）不折斷。

 

為了得到滿意的斷（duàn）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（yīng）選得窄些，反之，槽（cáo）應選得寬些。