​車削加工（gōng）中控製斷屑的幾種方法

當加工產（chǎn）生連綿不斷的帶狀切屑時，不僅容易劃傷（shāng）工（gōng）件加工表麵和損壞刀刃，嚴重（chóng）時還會（huì）威脅到操（cāo）作者的安全，所以（yǐ）采取必要的工藝措施，控製（zhì）屑型和斷屑一直是機（jī）械加工行業中極為重要的工藝問題。

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

一般切屑需要滿足以下幾個基本條件：

1、切屑（xiè）不得纏繞在刀具（jù）、工件及其相鄰的工具、裝備上；

2、切（qiē）屑不得（dé）飛濺，以保證操作（zuò）者與觀察者的安全；

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

4、保證刀（dāo）具預定的耐用度，不（bú）能過早磨損並竭（jié）力（lì）防止其破損；

5、切屑（xiè）流出時，不妨礙切削液的噴注；切屑不會劃傷機床導軌或（huò）其他部件（jiàn）等。

一、切屑形狀的分類

1、帶（dài）狀（zhuàng）切（qiē）屑：帶狀切屑是一種連綿（mián）不斷的，底麵光滑，背（bèi）麵呈毛（máo）絨狀的切屑。當采用較（jiào）大前角的刀具，以較高的切削速度加工塑（sù）性金屬材料時，容易產生這種切屑。它是切削層不充分變形的產（chǎn）物。產生帶狀切屑時，切削（xuē）過（guò）程平穩，工件表麵粗糙度較小（xiǎo），但切屑不（bú）易折斷，往往引（yǐn）起纏繞，拉毛工件（jiàn），甚至影（yǐng）響操作，所以不能忽視它的斷屑問題。

2、節狀切屑（xiè）：節狀切（qiē）屑是一種底麵（miàn）光滑（huá），背（bèi）麵有（yǒu）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（gōng）塑性材（cái）料時，容易產生這種切（qiē）屑。它是切屑層較充分變形的產物，已達到（dào）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（cāo）度較大。

3、粒（lì）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（qiē）削速度（dù）加工塑性金屬材料時，容易產生這種切屑。它是切削層充分變形的產物，達到了材料產生（shēng）剪切破（pò）壞，使切屑沿厚度斷裂的程度，產生（shēng）粒狀切屑時，切削工作不平穩，工件表麵粗糙度較大。

4、崩（bēng）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（xíng）後（hòu），幾乎不經塑性變形階段，突然崩裂而形成的切屑。形（xíng）成崩碎狀切屑時，切削工作不穩定，刀刃上受到較大的衝擊力作用，已加工表麵粗糙不平。

由上可知，切（qiē）屑的種類隨工件材料、切削條件的不同（tóng）而不同。因此，在加工過程中可以通過觀察切屑形態來判斷切屑條件是否合適，也可以通過轉（zhuǎn）化切削條件改變切屑形態（tài），使之（zhī）向著有利於生（shēng）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（fǒu）容易折斷（duàn），與切屑的變（biàn）形有直接（jiē）聯係，所以研究（jiū）切屑折斷原（yuán）理必須從研究切屑變形的規律入手。

切削（xuē）過（guò）程中（zhōng）所形成（chéng）的切屑，由於經過了比較大的（de）塑性變形，它的硬度將會有所提高，而塑性和韌性則顯著降低，這種現象叫冷作（zuò）硬化。經過冷作硬化以後，切屑變得硬而脆，當它受到交變（biàn）的彎曲或衝擊載荷時就容易折斷。切屑所經受的塑性變形越大，硬脆（cuì）現（xiàn）象越（yuè）顯著，折斷也就越容易。在切削難（nán）斷屑的（de）高強度、高塑性、高韌性（xìng）的材料時（shí），應當設法增大切屑的變形，以降低它的（de）塑性和（hé）韌性，便於達到斷屑的目的。

切屑的變形可以由兩部分組成：

第一部分是切削過程中所形成的，我們稱之（zhī）為基本變（biàn）形。用平前刀麵車刀自由切削時所測得的切屑變形，比較接（jiē）近於基本變形的數值。影響基本變形的（de）主要因素有刀具前角、負倒棱、切（qiē）削速度三項。前角越小，負倒棱越寬、切削速度越低，則切屑（xiè）的變形越大，越有利於斷（duàn）屑（xiè）。所以，減小前角、加寬負（fù）倒棱，降低切削速度（dù）可作（zuò）為促進斷屑的措施（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（shé）斷，必須再增加一（yī）次附加（jiā）變形，才能達到（dào）硬化和（hé）折斷的目的（de）。迫使切屑經受附加變（biàn）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（zhuàng）的斷屑槽（cáo），迫使切屑流入斷屑槽時再卷曲變形。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（huò）後刀麵（miàn）上時（shí），就很容易被折斷了。

三、斷（duàn）屑方法

切屑斷與不斷的根本原因在於切屑形（xíng）成過程中的變形和應力，當切（qiē）屑處於不穩定（dìng）的變形狀態或切（qiē）屑應力達到其強度（dù）極限時，就會斷屑（xiè），通常切屑是卷曲後折斷的。

合理選擇刀（dāo）具幾何角度、切削用量、磨斷屑槽是常用（yòng）的斷屑方法（fǎ）。

1、減小（xiǎo）前（qián）角（jiǎo）、增大主偏角：前角和主偏角是對斷屑影響較大的刀具（jù）幾何角度。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（dà）切削（xuē）力，限製了切削用量的提高（gāo），嚴重（chóng）時會損壞刀具，甚至“悶車（chē）”，一般不單純采用減小前角來斷屑。增大主偏角，可（kě）增大切削（xuē）厚度，易（yì）於斷屑。例如，同（tóng）樣條件下90°刀就比45°刀容易斷（duàn）屑（xiè）。另外，增大主偏角，有利於減小加工中的振動。所以，增（zēng）大主偏角是一種行之有效的斷屑（xiè）方法。

2、減小切（qiē）削速度（dù）、增大進（jìn）給量改變切削用（yòng）量是斷屑的另一措施。增大切（qiē）削速（sù）度，切屑底層（céng）金屬變（biàn）軟且切（qiē）屑變形不充分，不利於斷屑；減小切削速度，反而（ér）容（róng）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。增大進給量，可增（zēng）加切削厚度，易於斷屑（xiè）。這是加（jiā）工中常采用的一種（zhǒng）斷屑方法，不過應當（dāng）注意，隨著進給量的增（zēng）大，工件表麵粗（cū）糙度值將會（huì）明顯（xiǎn）增大。

3、開設（shè）斷屑槽：斷屑槽（cáo），是（shì）指在刀具前刀麵上做出的槽。斷屑槽的形狀、寬度及槽（cáo）斜角都是影響斷屑的因素。

1）斷屑槽的形狀（zhuàng）

常用的斷屑槽有折線形、直線圓弧形、全圓弧形（xíng）3種槽型。

在切削碳素鋼、合金（jīn）鋼、工具鋼時，可選用（yòng）折線形、直線圓弧形、斷屑槽；切（qiē）削高塑性材料工件時，例（lì）如純銅、不鏽鋼工件等，可選（xuǎn）用全圓弧形斷屑槽。

2）斷屑槽的（de）寬度

斷屑槽的（de）寬（kuān）度對斷屑的影響很大。一般來講，槽寬越小，切屑（xiè）的（de）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（kuān）度必須與進給量切削深度ɑp聯（lián）係起來考慮（lǜ）。

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

切屑槽的寬度也應與切削深度相適當（dāng），否則當槽太窄時，顯得切屑寬，不易在（zài）槽中（zhōng）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（jiào）自由，變形不夠充分，也不折斷（duàn）。

為了得到滿意的斷屑效果，應按具體加工條件，選擇合（hé）適的斷（duàn）屑槽寬度（dù）。對於硬度較低的工件材料，槽應選得（dé）窄（zhǎi）些，反之（zhī），槽應選得寬（kuān）些。