​車削加工中控製斷屑的（de）幾種方法

　　


當加工產生連綿不斷的帶狀切屑時，不僅容易劃傷工件加工表（biǎo）麵和損壞刀刃，嚴重時還會（huì）威脅到操作者的安（ān）全，所以采取必要的工藝措施（shī），控製屑型（xíng）和斷屑（xiè）一直（zhí）是（shì）機械加工行業中極為重要的（de）工藝問題。

 

由於切屑是切屑層變形的（de）產物，所（suǒ）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，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。

 

一般切屑需（xū）要滿足以下幾個基本條件：

 

1、切屑不（bú）得纏繞（rào）在刀具、工件（jiàn）及其相鄰（lín）的工具、裝備（bèi）上；

 

2、切屑不得（dé）飛濺（jiàn），以保證操（cāo）作者與觀察（chá）者的安全；

 

3、精加工時，切（qiē）屑不（bú）可劃傷（shāng）工件的已加工表麵，影響已加工表麵的質量；

 

4、保證刀（dāo）具預定的耐（nài）用度，不能過早磨損並竭力防止（zhǐ）其破損；

 

5、切屑流出時，不（bú）妨礙切削液的噴注；切屑不會（huì）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：帶狀切屑是一種連綿不斷的，底麵光滑，背麵呈毛絨狀的（de）切屑。當采（cǎi）用（yòng）較大前角的刀具，以較高的切削速度加工塑性金（jīn）屬材料（liào）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（guò）程平穩，工件（jiàn）表麵粗糙度（dù）較小，但切屑不易折斷，往（wǎng）往引起纏繞，拉毛工件，甚至影響操作，所（suǒ）以不能忽（hū）視它的斷屑問題。

 

2、節狀切屑：節狀切屑是一種底麵（miàn）光滑，背麵（miàn）有明顯裂紋，且裂紋較深的切屑。當（dāng）采用減小前角的刀（dāo）具（jù），以較低的（de）切削（xuē）速度加（jiā）工塑性材料時，容易（yì）產生這種切（qiē）屑。它是切屑層較充分（fèn）變形的產物，已達到了剪（jiǎn）裂程度，產（chǎn）生節狀切屑時，切屑工作不平穩（wěn），工件表麵粗糙度較大（dà）。

 

3、粒狀切屑：粒狀切屑（xiè）是一種均（jun1）勻的（de）顆粒狀切屑。當采用小前角刀具，以很低的切削速度加工塑性金屬材料（liào）時，容易產生這種切屑。它是切削層充分變形的產物，達到（dào）了材料產（chǎn）生剪切（qiē）破壞（huài），使切屑沿厚度斷裂的程度，產生粒狀切屑時，切削（xuē）工作（zuò）不平穩，工件表麵粗糙度（dù）較大（dà）。

 

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（shí），切削層（céng）在（zài）彈性變形後，幾乎不經塑性變形階段，突然崩裂而（ér）形成的切屑。形（xíng）成崩碎狀切屑時，切削（xuē）工作不（bú）穩定（dìng），刀刃上（shàng）受到較大的衝（chōng）擊力作用（yòng），已加工表麵粗糙不平。

 

由上可知（zhī），切屑的種類隨工件（jiàn）材料、切削條件的不同而不同。因此，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（xiè）形態（tài），使之向著有利於生產的方向轉化。

 

二、切（qiē）屑折斷的原理

 

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（yán）究切屑折斷原理必須從研究切屑變形的規律（lǜ）入手。

 

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（dī），這種（zhǒng）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（biàn）的彎（wān）曲或衝擊載（zǎi）荷時就容易折斷。切屑（xiè）所經受的塑性（xìng）變形越大（dà），硬脆現象越顯著（zhe），折斷也就越容易。在切削難斷屑（xiè）的（de）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（biàn）於達到斷屑的目的。

 

切（qiē）屑的變形可以由兩部分組（zǔ）成：

 

第一（yī）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（suǒ）測得的切屑變形，比較接近於基本變形（xíng）的數（shù）值。影（yǐng）響基本變形的主要因素有刀具前角、負倒（dǎo）棱、切削速度三項。前角越（yuè）小，負倒棱（léng）越寬、切（qiē）削速（sù）度越低，則切屑的變形越大，越有利於（yú）斷屑。所以，減小前角、加寬負倒棱，降低切削速度（dù）可作為促進斷（duàn）屑的措施。

 

第二部分（fèn）是切屑在（zài）流動和（hé）卷曲過程中所（suǒ）受的變形，我們稱之（zhī）為附加變形（xíng）。因為在大多數情況下，僅有切削過（guò）程中的（de）基本變形還不能使切屑折（shé）斷，必（bì）須再增加（jiā）一次（cì）附加變形，才能達到硬化（huà）和折斷的目的。迫使切屑經受附加變形（xíng）的最簡便的方法，就是在前刀麵上磨出（或壓製出）一（yī）定形狀的斷屑槽，迫使切屑流入斷屑槽時再卷曲變形。切屑經（jīng）受附加的再卷曲變形以後（hòu），進一步硬化和脆化，當它碰（pèng）撞到工件或後刀麵上時，就很容易被折斷了。

 

三、斷屑方法

 

切屑斷與不斷的根本（běn）原因在於切屑形（xíng）成過程中的變形和應力（lì），當切屑處於不穩定（dìng）的變形狀態或切屑應（yīng）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（qiē）削用量、磨斷屑（xiè）槽是常用（yòng）的（de）斷屑方法。

 

1、減小（xiǎo）前角、增大主偏角：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（qián）角，加劇切屑變形，易（yì）於斷屑。由於將前角磨小，會增大切削力，限製了切削用量的提高，嚴重時（shí）會損壞刀具，甚至“悶（mèn）車”，一般不（bú）單純采用減小前角來斷屑。增大主偏角，可增大切削厚度，易於斷屑。例如，同樣條件下90°刀就比45°刀容易（yì）斷屑。另外，增大主偏角，有利於減小加工中的振動。所以，增大主偏（piān）角是一種行之有效的斷屑方法。

 

2、減小切削速度、增大進給量改變切削（xuē）用量是斷（duàn）屑的另一措施。增大（dà）切削速度，切屑底層金屬變（biàn）軟且（qiě）切屑變形不充分，不利於斷屑；減小切削速度，反（fǎn）而容（róng）易斷屑。因此，在車削時，可通過降低主軸轉速，減（jiǎn）小切（qiē）削（xuē）速度來斷屑。增（zēng）大進（jìn）給量，可增加切削厚度，易於（yú）斷屑（xiè）。這是加工中（zhōng）常采用的一種斷屑（xiè）方法，不過應（yīng）當注意，隨著進給量的增大，工件表麵粗糙度（dù）值將會明顯增大。

 

3、開設斷屑槽：斷屑槽，是指在刀具（jù）前刀麵上做出的槽。斷（duàn）屑（xiè）槽的形狀、寬度及槽斜角（jiǎo）都是（shì）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3種槽型。

 

 

 

在切削碳素鋼、合金鋼、工（gōng）具鋼時，可選用折線形、直線（xiàn）圓弧形、斷（duàn）屑槽；切削高塑性材料工件時，例如純銅、不鏽鋼（gāng）工件等，可選用全圓弧形斷（duàn）屑槽。

 

2）斷屑槽的（de）寬度

 

斷屑槽的寬度對（duì）斷屑（xiè）的影響很大。一般來講，槽寬越小，切屑的卷曲半徑越小，切屑（xiè）上的彎曲應力越大（dà），越易折斷。所以，采用較小的斷屑槽寬對斷屑（xiè）有（yǒu）利。但斷屑槽寬度必須與進給量切削深度ɑp聯係起來（lái）考慮（lǜ）。

 

若斷屑槽寬度與（yǔ）進給量基本合適（shì），則可形成（chéng）C形切屑。如卷屑槽太窄，易（yì）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，切削卷曲半徑太大，則切削變形不（bú）夠（gòu），不易折斷，往往不流經槽底（dǐ）而形成不斷的帶狀（zhuàng）切屑。

 

切屑（xiè）槽的寬度也應與切（qiē）削深度相適當，否則當槽太窄時，顯得切屑寬，不易（yì）在槽中卷（juàn）曲，往往切屑不流經槽底而形成帶狀（zhuàng）切屑（xiè）。當槽太寬時，又顯得切屑窄，流動較自由，變形不（bú）夠充分，也不折斷。

 

為（wéi）了得到滿意的斷屑效果，應按具體加工條件，選擇合適的（de）斷（duàn）屑槽寬度。對（duì）於硬度較低的工件材料，槽應選得窄些，反之，槽應（yīng）選得寬些。