​車（chē）削加工中控製斷屑的（de）幾種方法（fǎ）

　　


當加工產生連綿不斷的帶狀切屑時，不僅（jǐn）容（róng）易劃傷工件加工表麵和（hé）損壞（huài）刀刃，嚴重時還會威脅到操作者的安全，所以（yǐ）采取（qǔ）必要的工（gōng）藝措施，控製屑型和斷屑一（yī）直（zhí）是機械加工（gōng）行（háng）業中極為重要的（de）工藝問題。

 

由於（yú）切屑是切屑層變形的產（chǎn）物，所以，改變切削加工條件是（shì）改變切屑種（zhǒng）類、實（shí）現斷屑（xiè）的有（yǒu）效途徑，而影響切屑加工條件的因素主要包括（kuò）工（gōng）件材料、刀具幾何角度及切屑用量等。

 

一般切屑需要滿足以（yǐ）下幾個基本條件：

 

1、切屑不得纏繞在（zài）刀具、工件及其相鄰（lín）的工具、裝備上；

 

2、切屑不得飛濺，以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；

 

4、保證刀具預定的耐用度，不能過早磨損（sǔn）並竭力防止其破損；

 

5、切屑流出（chū）時，不妨礙切削（xuē）液的噴注；切屑不會劃傷機（jī）床導軌或其他部件等。

 

一、切屑（xiè）形狀的分類

 

 

1、帶狀切（qiē）屑：帶狀（zhuàng）切（qiē）屑是一種連綿不（bú）斷的（de），底麵（miàn）光滑，背麵（miàn）呈毛絨狀的（de）切屑。當采用較大前角（jiǎo）的刀（dāo）具，以較高的切削速度加工塑性金屬材料時，容易產生這種切屑。它（tā）是切削層不充分變形的產物（wù）。產生帶狀切屑時（shí），切（qiē）削過程平（píng）穩，工件表麵粗糙度較小，但切屑不易折斷，往往引起（qǐ）纏繞，拉毛工件，甚至影響操作，所以（yǐ）不能忽（hū）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，且裂紋較深的切屑。當采用減小前角（jiǎo）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（xiè）。它是切（qiē）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，切屑工作不（bú）平穩，工件表麵（miàn）粗糙度較大。

 

3、粒狀切屑：粒狀切屑是一種均（jun1）勻（yún）的顆粒狀切屑。當采用小前（qián）角刀具，以很低的切削速度加工塑性金屬材料時，容易產生（shēng）這種切屑（xiè）。它是切削層充分變形的產物，達到了材料（liào）產（chǎn）生剪切破壞，使切屑沿厚度斷裂的程度，產生粒狀切屑時（shí），切削（xuē）工作不平穩，工件表麵粗（cū）糙度較大。

 

4、崩碎（suì）切屑：崩碎狀切屑是一種不（bú）規則的細粒狀切屑（xiè）。它是切削脆性材料時，切削層在彈（dàn）性（xìng）變形後，幾乎不經塑（sù）性（xìng）變形階段，突然崩裂而形成的切屑。形成崩碎狀切（qiē）屑時，切削工作（zuò）不穩定，刀刃上受到較大的（de）衝擊力（lì）作用，已加工表麵粗糙不平。

 

由（yóu）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（guò）程中可以通過觀察切（qiē）屑形態（tài）來判斷（duàn）切屑（xiè）條件是否合適，也可以（yǐ）通（tōng）過轉化（huà）切削（xuē）條件改變切屑形態，使之向著（zhe）有利於生產的方向轉化。

 

二、切屑折斷的原（yuán）理

 

金屬（shǔ）切削過（guò）程中（zhōng），切屑是否容易折斷，與切（qiē）屑的變形有直接聯係，所以研究切屑折斷原理必須從研究切屑變形（xíng）的規律入（rù）手。

 

切削過程中所形成的切屑，由於經（jīng）過了比較大的塑性變（biàn）形，它的硬度將會有所提（tí）高，而塑性和韌性則顯著降低，這種現象叫冷作硬化。經過冷作（zuò）硬化以後，切（qiē）屑變得硬而脆，當它受到交變的彎曲或衝（chōng）擊載荷時就容易折斷。切屑所經受的塑性變形越大，硬脆現象越顯著（zhe），折斷也就（jiù）越容易。在切削難斷屑的高強度、高（gāo）塑性、高韌性的材料（liào）時，應當設法增大切屑的變形，以降（jiàng）低它的塑（sù）性和韌性，便於達到（dào）斷（duàn）屑的目的。

 

切屑的變形可以（yǐ）由（yóu）兩部分組成：

 

第一部分是切削過程（chéng）中所形成的，我們稱之為基本變形（xíng）。用平前刀麵車（chē）刀自由切削時所測得的切屑變（biàn）形，比較接近於基（jī）本變形的數值。影響基本（běn）變（biàn）形的主要因素（sù）有刀（dāo）具前角（jiǎo）、負倒棱、切削速度三項。前角越小（xiǎo），負倒棱越寬、切削速度越低，則切屑的變形（xíng）越大，越有利於斷屑。所以，減小前角、加寬（kuān）負倒棱，降低切削速度可（kě）作為促進斷屑的（de）措施。

 

第二部分是切屑在（zài）流動和卷曲（qǔ）過程中所受的（de）變形，我們稱之為附（fù）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（hái）不能使切屑折斷，必須再增（zēng）加一次附加變形，才能達到硬化和（hé）折（shé）斷的目的。迫使切屑經受（shòu）附（fù）加變形的最（zuì）簡便的方法，就是在前刀麵上磨出（或（huò）壓製出）一定形狀的斷屑槽，迫使切屑流入斷屑槽時再卷曲變（biàn）形。切屑經受附加的再卷曲變形以後，進一步硬化和脆（cuì）化，當（dāng）它碰（pèng）撞到工件或後刀麵上時，就很容易被折（shé）斷了。

 

三、斷屑方（fāng）法

 

切（qiē）屑（xiè）斷與不斷的根（gēn）本原因在於切屑形成過程中（zhōng）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，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（xuē）用量、磨（mó）斷屑（xiè）槽是常用的斷屑方法。

 

1、減小前角、增大主偏角：前角和主偏角是對斷屑影響較（jiào）大的刀具幾何角度。減（jiǎn）小前角，加劇切屑變（biàn）形，易於斷屑。由於（yú）將前角磨小，會增大切削力，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）單純采用減小前角來斷屑。增大主偏角，可增大切削厚度，易於斷屑。例如，同樣條件下90°刀（dāo）就比（bǐ）45°刀容易斷屑。另外，增大主偏角，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斷屑方法（fǎ）。

 

2、減小切削速度、增大進給量改變（biàn）切削用量是斷屑的另（lìng）一措施。增大（dà）切削速度，切屑底層金屬（shǔ）變軟且切屑變形不充分，不利於斷屑；減小切削速度，反而容易斷屑。因此，在車削時，可通過降低主軸（zhóu）轉速，減小切削速度來斷屑。增大進給量，可增（zēng）加切削厚（hòu）度，易於斷屑。這是加工中常采用的一種斷屑方法（fǎ），不過應當注意，隨著進（jìn）給量的增大，工件表麵粗糙度值將會明（míng）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（cáo）。斷屑槽的形（xíng）狀、寬度及槽斜角都是影響斷屑（xiè）的因素。

 

1）斷屑槽的形（xíng）狀（zhuàng）

 

常用的斷屑槽有折線形、直線（xiàn）圓弧形、全圓弧形3種槽型。

 

 

 

在切削碳（tàn）素鋼（gāng）、合金鋼、工（gōng）具鋼時，可選用折線形（xíng）、直線圓弧形、斷（duàn）屑槽；切（qiē）削高塑性材料工件（jiàn）時，例如純銅、不鏽鋼工件等，可選用（yòng）全圓弧形斷屑槽。

 

2）斷屑槽的寬度

 

斷屑槽的寬（kuān）度（dù）對斷屑的影（yǐng）響很大。一般（bān）來講，槽寬越小，切屑的卷曲半徑越小，切屑上的彎（wān）曲應力越（yuè）大（dà），越易折斷。所以，采用較小的斷屑槽寬對斷屑（xiè）有利。但斷屑槽寬度必須與進給量切削深度ɑp聯係起來考慮。

 

若斷屑槽寬度與進給量基本合適（shì），則可形成C形切（qiē）屑（xiè）。如卷屑槽太窄，易產生堵屑（xiè）現象，而（ér）使（shǐ）車刀負荷（hé）增（zēng）加，甚至損壞切削刃；若（ruò）卷屑槽太寬，切削卷曲半徑（jìng）太大，則切削變（biàn）形不夠，不易折斷，往往不流經槽底而（ér）形（xíng）成不斷的帶狀切屑。

 

切屑槽的寬度也（yě）應與切（qiē）削深度相適當，否則當槽（cáo）太窄時，顯得切屑寬，不（bú）易在槽中（zhōng）卷曲，往往切屑不流經（jīng）槽底而形成帶狀切（qiē）屑。當槽太寬時，又顯得切屑窄，流動較自由，變形不夠充分，也不折斷。

 

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