​車削加工中控製斷屑的幾（jǐ）種方（fāng）法

　　


當（dāng）加工產生連綿不斷的（de）帶狀切（qiē）屑時，不僅容易劃傷（shāng）工件加工表麵和損壞刀刃，嚴重時還會威脅到操作者的安全（quán），所以采取必要的工藝措施，控製（zhì）屑型和斷屑一直是機械加工行業中極（jí）為重要的工藝問題。

 

由於切屑是切屑層（céng）變形的產物，所以，改（gǎi）變切削加工條件是改變切屑種類（lèi）、實現斷屑的（de）有效途徑，而影響切屑加工條件的因素主要包括工件材料、刀具（jù）幾何角（jiǎo）度及切（qiē）屑用量（liàng）等。

 

一般切屑需（xū）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（qí）相鄰的工具、裝備上；

 

2、切（qiē）屑（xiè）不得飛濺，以保（bǎo）證操作者與觀察（chá）者的安全；

 

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

 

4、保證刀具預定的耐用度，不能過早磨損並竭力防止其破損；

 

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

 

一、切屑形狀的（de）分類

 

 

1、帶狀切屑：帶狀切（qiē）屑（xiè）是一種連綿不斷（duàn）的，底麵光滑，背麵呈（chéng）毛絨狀的切屑。當采用（yòng）較大前角的刀具，以較高的切削（xuē）速度加工塑性金屬材料時，容易（yì）產（chǎn）生這種切屑。它（tā）是切削層（céng）不充分變形的產物。產生帶狀切屑時，切削過程平穩，工件表麵粗糙度較小，但切屑不易折斷，往往引（yǐn）起纏繞（rào），拉（lā）毛工件，甚至影響操作，所以不能忽視它的斷（duàn）屑問題。

 

2、節狀切屑：節狀切屑是一種底（dǐ）麵光滑，背麵有明顯裂紋，且裂紋（wén）較深的（de）切屑。當采用減小前角的刀具，以較低的切削速度（dù）加（jiā）工塑性材料（liào）時（shí），容易產生這種切屑。它是切屑層較充分變形的產物，已達到了剪（jiǎn）裂程度，產生節狀切屑時，切屑工作不平（píng）穩，工件表麵粗糙（cāo）度較大。

 

3、粒狀切屑：粒狀切屑是一種均勻的顆粒狀切屑。當采用小前角刀具，以很低的切削速度加工塑性金屬材料時，容易（yì）產生這種切屑。它是切（qiē）削層充分變形的產物，達到（dào）了材料產生剪切破壞，使切屑沿厚度斷裂的程度，產生粒狀切屑時，切削工作不平穩，工件表麵（miàn）粗糙度較（jiào）大。

 

4、崩碎切屑：崩碎狀切屑是一種不（bú）規則的細粒狀（zhuàng）切屑。它是（shì）切削脆性材料時（shí），切削層在彈性變形後，幾乎不經塑（sù）性變形階段（duàn），突然崩裂而形成的切屑。形成崩碎狀切屑（xiè）時，切削工作不穩定，刀刃上受到較大的衝擊力作（zuò）用，已加工表麵粗糙不平。

 

由上可知，切屑的種類隨工件材料、切削條件的不同而不（bú）同。因此（cǐ），在加工過（guò）程中可以通過觀察（chá）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（shǐ）之向著有利於生產的方向轉化。

 

二、切（qiē）屑折斷的原理

 

金（jīn）屬切削過程中，切屑是否容易折斷，與切屑的（de）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（de）規律入手（shǒu）。

 

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（tā）的硬（yìng）度將會有所（suǒ）提高，而塑性（xìng）和韌性則顯著降低，這種現象叫冷作硬化。經過冷作硬化以後（hòu），切（qiē）屑變得硬而脆，當它（tā）受到交變的彎曲或衝擊載荷時就（jiù）容易（yì）折斷。切屑所經受的塑性變形越大，硬脆現象（xiàng）越顯著，折（shé）斷（duàn）也就越（yuè）容易。在切削難斷屑的高強度、高塑（sù）性（xìng）、高韌性（xìng）的材料時，應當設法增大（dà）切屑（xiè）的變形，以降低它的塑性和韌性（xìng），便於達到斷屑的目的。

 

切屑的變形可以（yǐ）由兩部（bù）分組成：

 

第一部分是切（qiē）削過（guò）程中所形成的，我們（men）稱之為基本變形。用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（běn）變形的（de）數值。影響基本變形的主（zhǔ）要因素有刀具前角、負倒棱、切削速度三項。前角越小，負倒棱越寬、切削速度（dù）越低，則切（qiē）屑的變形越大，越有（yǒu）利於斷屑。所（suǒ）以，減小前角、加寬負倒棱，降低切削速度可作（zuò）為促進斷屑的措施。

 

第二部分（fèn）是切屑在流動和卷曲（qǔ）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（néng）達到硬化和折（shé）斷的目的。迫使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（chū）（或壓製出）一定形狀的斷屑槽，迫使（shǐ）切（qiē）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（jìn）一步硬化（huà）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、斷屑方法

 

切屑斷與不斷的根本原因（yīn）在於切屑形成過程中（zhōng）的變形（xíng）和應力，當切屑處（chù）於不穩定的變形（xíng）狀態或切屑應力達到其強度極限（xiàn）時，就會斷（duàn）屑（xiè），通（tōng）常切屑是卷曲後折（shé）斷的。

 

合理選擇刀具幾（jǐ）何角度、切削用量、磨斷屑槽是常用的斷屑方法。

 

1、減小前（qián）角、增大主偏角：前角和主偏角（jiǎo）是對斷屑影響較大的刀具幾何角度。減小前角，加劇切屑變形，易於斷屑。由於（yú）將前角磨小，會（huì）增大切削力，限製了切削用量的提高，嚴重時會損壞刀具，甚至“悶車”，一般不（bú）單純（chún）采用減小前角（jiǎo）來斷屑。增大主偏角，可增大（dà）切削厚（hòu）度，易於斷屑。例如（rú），同樣條件下（xià）90°刀就比45°刀容易斷屑（xiè）。另（lìng）外，增大主（zhǔ）偏角，有利於減小加工中的振動。所以，增大主偏角是一種行之有效的（de）斷屑方法。

 

2、減（jiǎn）小切削速度、增（zēng）大進給量改變切削（xuē）用量是（shì）斷屑的另（lìng）一措施（shī）。增大切削速度，切屑底層金（jīn）屬變軟且切屑變形不充分，不利於（yú）斷屑；減小切削速（sù）度，反而（ér）容易斷屑。因此，在車削時，可通過降低主軸轉速，減小切削速度來斷屑。增大進（jìn）給量，可增加切削厚度，易於斷屑。這是加工中常采用的一種斷屑方法，不過應當注意，隨著進給量（liàng）的增大，工件表麵（miàn）粗糙度值將會明顯增大。

 

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

 

1）斷（duàn）屑槽的形狀

 

常用的斷屑槽有折線形、直線圓弧形、全圓（yuán）弧形3種槽型。

 

 

 

在切削碳素鋼（gāng）、合金鋼、工具鋼時，可選用折線形、直（zhí）線（xiàn）圓弧形、斷屑（xiè）槽；切削高塑性材料工件時，例（lì）如純銅、不鏽鋼工件等，可選用全圓弧形（xíng）斷屑槽。

 

2）斷（duàn）屑槽的寬度

 

斷屑槽的寬度對斷屑的影（yǐng）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（yuè）大（dà），越易折（shé）斷。所以，采用較小的（de）斷屑槽寬（kuān）對斷屑有利。但斷屑（xiè）槽寬度必（bì）須與進給量切削（xuē）深度ɑp聯係起來考慮。

 

若斷屑槽寬度與進給量基本合適，則（zé）可形成C形切（qiē）屑。如卷（juàn）屑槽太窄，易產生堵屑現（xiàn）象，而使車刀負荷增加，甚至損壞切削刃；若卷（juàn）屑槽太寬，切削卷曲半徑太大，則切削（xuē）變形不夠，不易折斷，往往不流經槽底而（ér）形成不（bú）斷的帶狀切（qiē）屑。

 

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

 

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