​車削加工中控製斷屑的幾（jǐ）種方法

　　


當加工產生連綿不斷的（de）帶狀切屑時，不（bú）僅（jǐn）容易劃傷工件加（jiā）工表麵（miàn）和損壞刀刃，嚴重時還會（huì）威脅到操作者的（de）安全，所以采取必要的（de）工藝措施，控製屑型和斷屑一（yī）直（zhí）是機械加工行業中極為重要的工藝問題。

 

由於切屑是（shì）切（qiē）屑層變形的產物，所以，改變切削加（jiā）工條（tiáo）件是改變（biàn）切屑種類、實現斷屑的有效途徑，而影響（xiǎng）切屑加（jiā）工條件的因素主要包括工（gōng）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（gè）基本條件：

 

1、切屑不得纏繞在刀（dāo）具、工件及（jí）其相鄰的工具、裝備上；

 

2、切屑不得飛濺，以（yǐ）保證操（cāo）作者與觀察者的安（ān）全；

 

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

 

4、保證刀（dāo）具（jù）預定（dìng）的耐用度，不能過早磨損（sǔn）並竭（jié）力防止其破損；

 

5、切屑流出時，不妨礙切削液（yè）的噴注；切屑不會劃傷（shāng）機床導軌或其（qí）他部件等。

 

一、切屑（xiè）形狀的分類

 

 

1、帶（dài）狀切屑：帶狀切屑是（shì）一（yī）種連綿不斷的，底麵光滑，背麵呈毛絨狀的切屑。當采用較大前角的刀具，以較（jiào）高的（de）切削速度加工塑性金屬材料時，容易產生這種切（qiē）屑。它是切削層不充分（fèn）變形的產物。產生帶狀切屑時，切削過程平穩，工件表麵粗糙（cāo）度較小，但切屑不易折斷，往往引（yǐn）起纏繞，拉毛工件，甚至影響操作，所以不能忽視它的斷屑（xiè）問題。

 

2、節狀切屑：節狀切屑是一種（zhǒng）底麵光滑，背麵（miàn）有明顯裂紋，且裂紋較深（shēn）的切（qiē）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（yǐ）達到了剪裂程度，產生（shēng）節狀（zhuàng）切屑時（shí），切屑工作（zuò）不平穩，工（gōng）件表麵粗糙度較大。

 

3、粒狀切屑：粒狀切屑是（shì）一種均（jun1）勻的顆粒狀切屑。當采用小前角刀具，以很低的切（qiē）削速度加工塑性金屬材（cái）料時，容易產生這種切屑。它是切削層充分變形的產物，達到（dào）了材料產生剪切（qiē）破壞，使切屑沿厚度斷裂的程度，產（chǎn）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（qiē）屑：崩碎狀切屑是一種不規則的細粒狀切屑。它（tā）是切削脆性材料時，切削層在彈性變形後，幾乎不經塑性變形階段，突然崩裂而形成的切屑。形成崩碎狀切屑時（shí），切削工作不穩定，刀刃上（shàng）受到較大的衝擊力作用，已加工表麵粗糙不平。

 

由上可（kě）知（zhī），切屑的種類隨工件材料、切削（xuē）條（tiáo）件的不同而不同。因此，在（zài）加工過程中可以通過觀察切屑形（xíng）態（tài）來判斷切屑條件是否合（hé）適，也（yě）可以通過轉化切削（xuē）條件改變切屑形態，使之向著有利於生（shēng）產的方向轉化。

 

二、切屑折斷的原（yuán）理

 

金屬切削過（guò）程中，切屑是否容易（yì）折斷，與切（qiē）屑的變形（xíng）有直接聯係，所以研究切屑折（shé）斷原理必須從研（yán）究切屑變形的（de）規（guī）律入手。

 

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（sù）性和韌性則顯著降低，這種現象叫冷作硬化。經過冷作硬（yìng）化以後，切屑變得硬而脆（cuì），當它受到交變的彎曲或衝擊載荷（hé）時（shí）就容易折斷。切屑所經受的塑性變形越大，硬脆現（xiàn）象越顯著（zhe），折斷也就越容易。在切削難斷屑的高（gāo）強度（dù）、高塑性、高韌性的材料時，應當設法增大切屑的變形，以（yǐ）降低它的（de）塑性和韌性，便於達到斷屑（xiè）的目的。

 

切（qiē）屑的變形可以由兩部分組成：

 

第（dì）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（miàn）車刀自（zì）由切削（xuē）時所測得的切屑變形（xíng），比較接近於基本變形的數值。影響基本變（biàn）形的主要因素有刀具前角、負倒棱、切削速度三項。前角越小，負倒棱越（yuè）寬、切削速度越低，則切屑的（de）變形越大，越有利於斷屑。所以，減小前角、加（jiā）寬（kuān）負倒棱，降低切削速度可（kě）作（zuò）為促進斷屑的措施。

 

第二部分是切屑在流（liú）動和卷曲過程中所受的變形，我們（men）稱之為附加變形。因為在大多（duō）數（shù）情況下，僅有切削過程中的基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（shǐ）切屑經受附加變形（xíng）的最簡便的方法，就是在前刀麵上磨（mó）出（或壓製出）一定（dìng）形狀的（de）斷屑槽，迫（pò）使切屑流入斷屑（xiè）槽時再卷曲變形。切屑經受附加的再（zài）卷曲變形（xíng）以後，進一步硬化和脆化，當它（tā）碰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原因在於切屑形成過程中的（de）變形和應力，當切屑處於不穩定的變形狀態或切屑應（yīng）力達到其強度極限時，就會（huì）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（duàn）屑影響較大的（de）刀具幾何角度。減小前（qián）角，加劇切屑變形，易於斷屑（xiè）。由於將前角磨小，會增（zēng）大切削力，限製了切削（xuē）用量的提（tí）高，嚴重時會損壞刀具，甚至“悶車”，一般不單（dān）純采用減小前角來斷屑。增（zēng）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（zhǔ）偏角，有利於減小（xiǎo）加工中的振動。所以，增大主偏（piān）角是一種行之有效（xiào）的斷屑方法。

 

2、減（jiǎn）小切削速度、增大進給量改變切削用量是（shì）斷（duàn）屑（xiè）的另一措施。增大切削速度，切（qiē）屑底層金屬變軟且切屑變形不充分，不（bú）利於斷屑；減小切削速度，反（fǎn）而容易斷屑。因此，在車削時，可通過降低主軸轉速，減小（xiǎo）切削速度來斷屑。增大進給量，可增加切（qiē）削厚度，易於斷屑。這是（shì）加工中常（cháng）采用的（de）一種斷（duàn）屑方法（fǎ），不過應當注（zhù）意，隨著進給量的增大，工件表麵粗糙度值將會明顯增大。

 

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

 

1）斷屑槽的形狀

 

常用的斷屑槽（cáo）有折線形、直線圓弧形、全（quán）圓弧形（xíng）3種（zhǒng）槽型。

 

 

 

在切削碳素鋼、合金（jīn）鋼、工具鋼時，可選用折線（xiàn）形、直線圓弧形、斷屑槽；切削高（gāo）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（kuān）度

 

斷屑槽的寬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，切屑上的彎曲應力越大，越易折斷。所以，采用較小的斷屑槽寬對斷（duàn）屑有（yǒu）利。但斷屑槽寬（kuān）度必須與進給量切削深度ɑp聯係（xì）起來考慮。

 

若（ruò）斷屑槽寬度與進給量基本合適（shì），則可形成C形切屑。如卷屑（xiè）槽太窄，易產生堵屑現象，而使車刀負荷增加，甚至（zhì）損壞切削（xuē）刃；若卷屑槽太寬，切削卷曲半徑太大，則切削變形不夠，不易折斷，往往不（bú）流經槽底而形成不斷的帶狀（zhuàng）切（qiē）屑。

 

切屑槽的寬度也應與切削深度相適（shì）當，否則當槽太窄時，顯得切屑寬，不易在槽中卷曲，往往切屑不流經槽底而形成帶狀切屑。當槽太寬（kuān）時，又顯得切屑窄，流動較自由，變形不（bú）夠充分（fèn），也不折斷。

 

為了得到（dào）滿意（yì）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，槽應選得（dé）窄些，反之，槽應選得寬（kuān）些。