​車削加工中控製斷屑的幾種方（fāng）法

　　


當加工產生連綿不斷的帶狀切（qiē）屑時，不僅容易劃傷工件加工表麵和損（sǔn）壞刀刃，嚴重時（shí）還會威脅到操作者的安全，所以采取必要的工藝措（cuò）施，控製屑型和斷屑（xiè）一直是機械加工行業（yè）中極為重要的工藝（yì）問（wèn）題。

 

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

 

一（yī）般切屑需要滿（mǎn）足以下幾個基本（běn）條件：

 

1、切屑不得纏繞在刀具、工件及其（qí）相鄰的工具、裝（zhuāng）備上；

 

2、切屑不得飛濺，以（yǐ）保證操作者與觀察者的安全；

 

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

 

4、保證刀具預定的耐用（yòng）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（yè）的噴注；切屑不會劃傷機床導（dǎo）軌或其他（tā）部件（jiàn）等。

 

一、切屑形狀的分類

 

 

1、帶狀切屑：帶狀切屑（xiè）是一種連綿不（bú）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（yǐ）較（jiào）高的切削速度（dù）加工塑性金屬（shǔ）材料時，容易（yì）產（chǎn）生這（zhè）種切屑。它是切削層不充分變形的產物。產生帶狀切屑時，切削過程平穩，工件表麵粗糙度較小，但切屑不易折斷，往往引起纏繞，拉毛工件，甚至影響（xiǎng）操作，所以（yǐ）不能忽視它的斷屑問題。

 

2、節狀切屑：節狀切屑是一種底麵光滑，背麵有明顯裂紋，且裂紋較深（shēn）的（de）切屑。當采用減（jiǎn）小前角的刀具，以較低的（de）切削速（sù）度加工（gōng）塑性材（cái）料（liào）時，容易產生這種切屑（xiè）。它是切屑層較充分變形（xíng）的產物，已達到了剪裂程度，產生節（jiē）狀切屑時，切屑工（gōng）作不平穩，工件表麵粗（cū）糙度較大。

 

3、粒狀切屑：粒狀切屑是一種均勻的顆（kē）粒狀切屑。當采用小前角刀具，以很低的切（qiē）削速度加（jiā）工塑性金屬材料時，容易產（chǎn）生這種切屑。它是（shì）切削層充分變形的產物，達到了材料產生剪切破壞，使切屑沿厚度斷（duàn）裂的程度，產生粒狀切屑時，切削（xuē）工作不（bú）平穩，工件表麵粗糙（cāo）度較大。

 

4、崩（bēng）碎切屑：崩碎狀切屑是一種不規則（zé）的細粒狀切屑。它是切（qiē）削脆性材料時，切削層在彈性變形後，幾（jǐ）乎不經塑性變形階段，突然崩裂而形成的切屑。形成崩碎狀（zhuàng）切屑時（shí），切削（xuē）工作不穩（wěn）定（dìng），刀刃上（shàng）受到較大的衝擊力作用（yòng），已加工表麵粗糙不（bú）平。

 

由上可知，切屑的種類隨工件材料、切削條件的不（bú）同而不同。因此，在加工過程中（zhōng）可以通過觀察切屑（xiè）形（xíng）態來判斷切屑條件（jiàn）是否合適（shì），也可以通過轉化切削條件改變切屑（xiè）形態，使之（zhī）向著有利於生產的方向轉（zhuǎn）化。

 

二、切（qiē）屑折（shé）斷的原理

 

金（jīn）屬切削過程中，切（qiē）屑是否容易折斷，與切屑的變形有直接（jiē）聯（lián）係，所以研（yán）究切屑折斷原理必須從研究切屑變形的規律入手。

 

切削過程中所形成的切屑，由於經過（guò）了比較大的塑性變形，它的（de）硬度將會（huì）有所提高，而塑性和韌性則顯著降低，這種現象叫冷作硬化。經過冷（lěng）作硬化以後（hòu），切屑變得硬而脆（cuì），當它受到交變的彎曲（qǔ）或衝擊載荷時就容易折斷。切屑（xiè）所經受的塑性變形越大，硬脆現象越顯著，折斷也（yě）就越容易。在切削難斷（duàn）屑的高強度、高塑性、高韌性的材料時，應當設（shè）法增大切屑的變形（xíng），以降低它的塑性和韌性，便於達到斷（duàn）屑的目的。

 

切屑的變形可以（yǐ）由兩部分組成：

 

第一部（bù）分是切削過程中所形成的，我們稱之為基本變（biàn）形。用平前刀麵車刀自由（yóu）切削時所測得的切屑變形，比較接近於基本變形的數值。影響基本變（biàn）形的主要（yào）因素有刀具前角、負倒棱、切削速度三項。前角（jiǎo）越小，負倒棱越寬、切削速度越低，則（zé）切屑的變形越大，越有利（lì）於斷屑。所以，減小前角、加寬負倒棱，降低切削速度可作為促進斷屑的措施。

 

第二部分是切屑在（zài）流動（dòng）和卷曲過程中所受的變形，我們稱（chēng）之（zhī）為附加變形（xíng）。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（xū）再增加一次附加（jiā）變形，才能達到硬（yìng）化（huà）和折斷的目的。迫使切屑經受附加變形的最簡便的方法，就是在前刀麵（miàn）上磨出（或壓製出）一定形狀的斷屑槽，迫使切屑流（liú）入斷屑槽時再卷曲變形（xíng）。切屑經受附加的再卷曲變（biàn）形以後，進（jìn）一步硬化和脆化（huà），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（qiē）屑斷與不斷的根（gēn）本原（yuán）因在於（yú）切屑形成過程中的變形和應（yīng）力，當切屑處於不穩定的變形（xíng）狀態或切屑應力達到其強度（dù）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、切削用量、磨斷屑槽是常（cháng）用（yòng）的（de）斷屑方法。

 

1、減小前角、增大主偏角：前角和主偏角是對斷屑影響較（jiào）大的刀具幾何角（jiǎo）度。減小前角，加劇（jù）切屑變形（xíng），易（yì）於斷屑。由於將前角磨小，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”，一般不單純采用減小前角來斷屑。增大主偏角，可增（zēng）大（dà）切削厚度，易於斷（duàn）屑。例如（rú），同樣條件下90°刀就比45°刀容易斷屑。另外，增大主（zhǔ）偏角，有利於減小（xiǎo）加工中的振動。所以，增大主偏角是一種行（háng）之有效的斷屑方法。

 

2、減小切（qiē）削速度、增大進給（gěi）量（liàng）改變切削用量是斷屑（xiè）的另一措施。增大（dà）切削速度，切屑底層金屬變軟且（qiě）切屑變形不充分，不利於斷屑；減（jiǎn）小（xiǎo）切削速度，反而容易斷（duàn）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，可增加切削厚度，易於斷屑。這是加（jiā）工中常采用的一種斷屑方法，不過應當注意，隨著進給量的增大，工件表麵（miàn）粗糙度值將會明顯（xiǎn）增大。

 

3、開設斷屑槽（cáo）：斷屑槽，是指在（zài）刀具前（qián）刀麵上做出的（de）槽。斷屑槽的形狀、寬度（dù）及槽斜角都是影響斷屑的因素。

 

1）斷屑槽的形狀

 

常用的斷屑槽有折線形、直線（xiàn）圓弧形、全圓弧形3種槽型（xíng）。

 

 

 

在切削碳素鋼、合金鋼、工具鋼（gāng）時，可（kě）選用折線（xiàn）形、直（zhí）線圓弧形、斷屑槽；切削高塑性材料工（gōng）件時，例如純（chún）銅、不（bú）鏽鋼（gāng）工件等，可選用全圓弧形斷屑槽。

 

2）斷屑槽的寬度

 

斷屑槽（cáo）的寬度對斷屑的影響很大。一般來講，槽寬（kuān）越小，切屑的（de）卷曲半徑（jìng）越小，切屑上的（de）彎曲應力越大，越易折斷。所以，采用較小（xiǎo）的斷屑槽寬對斷（duàn）屑有利（lì）。但斷屑槽寬度必須（xū）與進給量切削深度ɑp聯係起來（lái）考慮。

 

若斷屑槽寬度（dù）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，切削卷曲半徑太（tài）大（dà），則切削變形不夠，不（bú）易折斷，往往不流經（jīng）槽底而形成不斷的帶狀（zhuàng）切屑。

 

切屑槽的寬度也應與切削深度（dù）相適當，否則當（dāng）槽太窄時，顯得切屑寬，不易在（zài）槽中卷曲，往往切屑不流經槽底而形成帶狀切屑。當槽太寬時，又顯得切屑窄，流動較自由，變形不夠充分，也（yě）不折斷。

 

為了得到滿意的斷屑效果，應按具體加工條件，選擇（zé）合適的斷屑槽（cáo）寬度。對於硬度較低的工件材料，槽應選得窄些，反之，槽應選得寬（kuān）些。