​車削（xuē）加工中控製斷屑（xiè）的（de）幾種方法

　　


當加工產（chǎn）生（shēng）連綿不斷的帶（dài）狀（zhuàng）切屑時，不僅（jǐn）容易劃傷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，所以（yǐ）采取必（bì）要的工藝措施，控製屑型和斷屑一直是機械加工行業中極為重要的工藝問（wèn）題（tí）。

 

由於切屑是切屑層（céng）變形（xíng）的產物，所以，改變切削加工（gōng）條件是改變切屑種類、實現斷屑的有效途徑，而影（yǐng）響切屑加工條（tiáo）件的因素主要包括工件材料、刀具幾何角度及切屑（xiè）用量等。

 

一般（bān）切屑需要滿足以下幾個基本條件：

 

1、切屑不（bú）得纏繞在刀具（jù）、工件及其相鄰的工具、裝備上；

 

2、切（qiē）屑不（bú）得飛濺，以保證操作者（zhě）與觀察者的安全；

 

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（biǎo）麵的質量（liàng）；

 

4、保證刀具預定的耐用度（dù），不能過早磨損並竭力防止（zhǐ）其破損；

 

5、切屑流出時，不妨礙切削液的噴注；切屑不會劃傷機床導軌或其他部件等。

 

一（yī）、切屑形狀的分類

 

 

1、帶狀切屑：帶狀切（qiē）屑是一種連（lián）綿（mián）不斷的，底麵光滑，背麵呈毛（máo）絨狀的切（qiē）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（shǔ）材（cái）料時，容易產生這種切屑。它是切削層不充分變形的產物。產（chǎn）生帶狀切屑時，切削過程平（píng）穩，工件表麵（miàn）粗（cū）糙度較小，但切屑不易折斷，往往引起纏繞，拉毛工件，甚至影響操作，所以不能忽視它的斷屑問題。

 

2、節狀切（qiē）屑：節狀（zhuàng）切屑（xiè）是一種底麵光（guāng）滑，背麵有明顯裂紋，且裂紋（wén）較深的切屑。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（shēng）這種切屑（xiè）。它是切屑層較充分變形的產物，已達到了剪裂程度，產生節狀切屑時，切（qiē）屑工作不平穩，工件表麵粗糙度較大。

 

3、粒狀切屑：粒狀切（qiē）屑是一種均勻的顆（kē）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（jīn）屬材料時，容易（yì）產生這種（zhǒng）切屑。它是切削層充分變形的產物，達到了材料產生（shēng）剪切破壞，使切屑（xiè）沿厚度斷裂的程度，產生粒狀切（qiē）屑時，切削工作不平（píng）穩，工件表麵粗糙度較大。

 

4、崩碎切屑：崩（bēng）碎狀切屑是一種不規則的細粒狀切屑。它是切削脆（cuì）性材料（liào）時，切（qiē）削層在彈性變形後，幾乎不經（jīng）塑（sù）性（xìng）變形階段，突然崩裂而形（xíng）成的切屑。形成崩碎狀（zhuàng）切屑時，切削工作不穩定，刀刃上受到較大的衝擊力作用（yòng），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同。因此，在加工過程中可（kě）以通過觀察切（qiē）屑形態來判斷切屑條件是（shì）否合適，也可以通過轉化切削條件改（gǎi）變切屑形態，使之向（xiàng）著有利於生（shēng）產的方向轉化。

 

二、切屑折斷的原理

 

金屬切削（xuē）過程中，切屑是否容易折斷，與切屑的變形（xíng）有直接聯係，所以研究切（qiē）屑折斷原理必（bì）須從研究切屑變形（xíng）的規律入手。

 

切（qiē）削過程（chéng）中所形成的切屑，由於經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（hé）韌性（xìng）則顯著（zhe）降低，這種現象叫冷作（zuò）硬化。經過（guò）冷作硬化以後，切屑變得硬而脆，當它受到交變的彎曲或衝擊載荷時就（jiù）容易折斷。切屑所經受的塑性（xìng）變形越大，硬脆現象越顯（xiǎn）著，折斷也就越容易。在切削（xuē）難（nán）斷（duàn）屑的高強度（dù）、高塑性、高韌性的材料（liào）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。

 

切屑的變形可以由兩部分組成：

 

第一部分是切削過（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（cè）得的切屑變形，比較接近於基本變形的數值。影（yǐng）響基本變形的主要因素有刀具前角、負倒棱、切削速度（dù）三項。前角越小（xiǎo），負倒棱越寬、切削（xuē）速（sù）度越低，則切屑（xiè）的變形越大，越有利於斷屑。所以，減小前角（jiǎo）、加寬負倒棱，降（jiàng）低切削速度可作為促（cù）進斷屑的措施（shī）。

 

第二部分是切屑在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（huà）和折斷的目的。迫使切屑經受附加變形的（de）最簡便的方法，就是在前（qián）刀麵上磨出（或壓製出）一定形狀的斷屑槽，迫使切屑流（liú）入斷屑槽時再卷曲（qǔ）變形。切屑經受附加的再卷曲變形以後，進一步硬化和脆化，當它碰撞到工件或後刀麵上時，就很容易被折斷了。

 

三、斷屑（xiè）方法

 

切屑斷與不斷的根本原因在（zài）於切屑形成過程中的變形和應力，當切屑處於不穩定的變形狀態或（huò）切屑應力達到其強度極限時（shí），就會斷屑，通常切屑是卷（juàn）曲後折斷的（de）。

 

合理選擇刀具幾何角度、切削（xuē）用量、磨斷屑槽是常用的斷屑方（fāng）法。

 

1、減小前角、增大主偏角：前（qián）角和主偏角是對斷屑（xiè）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。由於將前角（jiǎo）磨（mó）小，會（huì）增大切（qiē）削（xuē）力，限（xiàn）製了切削用量（liàng）的提高（gāo），嚴重時會損壞刀具（jù），甚至“悶車”，一般不單純采用減小前角來斷（duàn）屑。增大主偏角（jiǎo），可（kě）增大切削厚度，易（yì）於斷屑。例如，同樣條件下90°刀就比45°刀容易（yì）斷屑。另外（wài），增大主偏角，有利於減小（xiǎo）加工中（zhōng）的振動。所以，增大主偏角是一種行之（zhī）有效的斷（duàn）屑方法（fǎ）。

 

2、減小切（qiē）削速度、增大進給量改變切（qiē）削用量是（shì）斷（duàn）屑的（de）另一措施。增大切削速（sù）度，切屑底層金（jīn）屬變軟且切屑（xiè）變形不充分，不利於（yú）斷屑；減小切削速度，反（fǎn）而容易斷屑。因此，在車削時（shí），可通過降低主軸轉速，減小切（qiē）削速度來斷屑。增大進給量，可增（zēng）加切削厚度，易（yì）於斷屑。這是加工中常（cháng）采（cǎi）用的一種斷屑（xiè）方法，不過應（yīng）當注意，隨著進給量的（de）增大（dà），工件表麵粗糙（cāo）度值將（jiāng）會（huì）明顯增大（dà）。

 

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

 

1）斷屑槽（cáo）的形狀（zhuàng）

 

常用的斷屑槽有折線形、直線圓弧形、全圓弧（hú）形（xíng）3種槽（cáo）型。

 

 

 

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

 

2）斷屑槽（cáo）的寬度（dù）

 

斷屑（xiè）槽（cáo）的寬度對斷屑的影響很大。一般來講（jiǎng），槽寬越（yuè）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屑有利。但斷屑槽寬度必（bì）須與進給量切削深度（dù）ɑp聯係起（qǐ）來（lái）考慮（lǜ）。

 

若斷屑槽寬度與進給量基本合適（shì），則可形成C形切屑。如卷屑槽太窄，易產生堵屑現象，而使車刀負荷增加，甚至損壞切削刃；若卷屑槽太寬（kuān），切削卷曲半徑太大，則切（qiē）削變形（xíng）不（bú）夠（gòu），不（bú）易折斷，往往（wǎng）不（bú）流經槽（cáo）底而形成不斷的帶狀切屑。

 

切屑槽的寬度也應與切削深（shēn）度相（xiàng）適當（dāng），否則當槽太窄時，顯得切屑寬，不易在槽中卷曲，往往切（qiē）屑不流經槽底而形成帶狀切屑。當槽太（tài）寬時，又顯得切屑窄，流動（dòng）較自由，變形不夠充分（fèn），也不（bú）折斷。

 

為了得到滿意的斷屑效果，應（yīng）按具體（tǐ）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，槽應選得窄些，反之，槽（cáo）應選（xuǎn）得寬（kuān）些。