​車削加（jiā）工中控製斷（duàn）屑的幾種方（fāng）法

　　


當加工產生連綿不斷的帶狀切屑時，不僅容易劃傷工件加工表麵（miàn）和損壞刀刃，嚴重時還會威脅（xié）到（dào）操作者的安全（quán），所以采取必要的工藝（yì）措施，控製屑型和斷屑（xiè）一直是機械加工行業中極為重要的工藝問題。

 

由於（yú）切（qiē）屑是切屑（xiè）層變形的產物，所以，改變切削加工條件是改變切屑種（zhǒng）類、實現斷屑的有效（xiào）途徑，而影響切屑加工（gōng）條件的因素主要包括工件材（cái）料、刀（dāo）具幾何角度及切屑用量等。

 

一般切屑需要滿足以下幾（jǐ）個（gè）基（jī）本條件：

 

1、切屑不得（dé）纏繞在（zài）刀具、工件及（jí）其相鄰的工具、裝備上；

 

2、切屑不得飛濺，以保證操（cāo）作者與觀察者的安全；

 

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

 

4、保證刀具預定的耐用度，不能過早（zǎo）磨損並（bìng）竭力防止其破損；

 

5、切屑流（liú）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（bù）件等。

 

一、切屑形（xíng）狀的分類

 

 

1、帶狀切屑：帶狀切屑是一種連綿不斷的，底（dǐ）麵光滑，背麵呈毛絨狀的切屑（xiè）。當采用較大前（qián）角的刀（dāo）具，以較高的切削速度加工塑性金屬材料時，容（róng）易產（chǎn）生這（zhè）種切屑。它是切削層不（bú）充分變形的產物。產生帶狀切屑時，切削過程平穩，工（gōng）件表麵粗糙度較小，但切屑不易折斷（duàn），往往引起纏繞（rào），拉（lā）毛工件，甚至影響操（cāo）作，所以不能忽視它的斷屑（xiè）問題。

 

2、節狀切屑：節狀切（qiē）屑是一種底麵光滑，背麵有明顯裂紋，且裂紋較深的切（qiē）屑。當采用減小前角的刀具，以較低的（de）切削速度加工塑性材料時，容易產生這種切屑。它（tā）是切屑層較充分（fèn）變形的產物，已達到了剪裂程度，產生節狀切（qiē）屑時，切屑工作不平穩，工件表麵粗糙度較大。

 

3、粒狀切（qiē）屑：粒狀切屑是一種均勻的顆粒狀（zhuàng）切屑。當采用小前角刀具（jù），以很低的切削速度加工塑性金屬材料時，容易產生這種切屑。它是切削層充分（fèn）變形的產（chǎn）物，達到了材料產生（shēng）剪切破壞，使切屑沿厚度斷裂的程度，產生粒狀切（qiē）屑時，切削工作不平穩，工件表麵粗糙度（dù）較大。

 

4、崩碎切屑：崩碎狀切屑是一種不規則的細粒狀切屑。它是切削脆性材料時，切削層在彈性變形後，幾乎不經塑性變形階段，突然崩裂而（ér）形成的切屑。形成崩碎狀（zhuàng）切屑時，切削工作不穩定，刀刃（rèn）上受到較大的（de）衝擊力作用，已加工表麵（miàn）粗糙不平。

 

由（yóu）上可知，切屑的種類隨（suí）工件材料、切削條件的不同而不（bú）同。因此，在加工過程中（zhōng）可以通過觀察切屑形態來判斷切屑（xiè）條件是否合適，也可以通過轉化（huà）切削條（tiáo）件改變切屑形態，使之向著有利於生產的方向轉化。

 

二、切屑折斷的原理

 

金屬切削過程中，切屑是否容易折斷，與切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（biàn）形的規律入手。

 

切削過程（chéng）中所形成的切屑，由於經過了比較大的塑性變形，它的硬度將會有所提高，而塑（sù）性和韌性則顯著降低，這種現象叫冷作硬化。經過冷作硬化以後，切屑變得硬而脆，當（dāng）它受到交變（biàn）的彎曲或（huò）衝擊（jī）載荷（hé）時就容易折斷。切屑所經（jīng）受的（de）塑（sù）性變形越（yuè）大（dà），硬脆現象越顯著，折斷也就越容易（yì）。在（zài）切削難斷屑的高（gāo）強度、高塑性、高韌性的材料時，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（biàn）形（xíng）可以由兩部分組成：

 

第一（yī）部分是切削過程中所（suǒ）形成的，我們稱之為基本變形。用平前刀麵車刀自（zì）由切削時所測得的切（qiē）屑變（biàn）形（xíng），比較接近於基本（běn）變形的數值。影響基本變形的主要因素有刀具前角、負（fù）倒棱、切削速度三項。前角越小，負倒棱越（yuè）寬、切削速度越低，則切屑的變（biàn）形（xíng）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（cuò）施。

 

第二部分是切屑在流動和卷曲過程中所受的變（biàn）形，我（wǒ）們稱之為附加變（biàn）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（bì）須再增加一次附加變形，才能達到硬（yìng）化和折斷的目的。迫使切屑經受附加變形（xíng）的（de）最簡便的方法，就是在（zài）前刀麵上磨出（chū）（或壓製出）一定形（xíng）狀的斷屑槽（cáo），迫使切屑流入斷屑（xiè）槽時（shí）再卷曲變形。切屑經受附加的再卷（juàn）曲變形以後，進一步硬化和脆化，當（dāng）它碰撞到工件或後（hòu）刀麵上時，就很容易被折斷了。

 

三、斷屑方法（fǎ）

 

切屑斷與（yǔ）不斷的根本原因在於切（qiē）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（de）。

 

合理選擇刀具幾何角度（dù）、切削用量、磨斷屑槽是常用的斷屑方法。

 

1、減小前角、增大主偏角：前角和主偏（piān）角（jiǎo）是對斷屑（xiè）影響較大的刀具幾（jǐ）何角度。減小前角，加（jiā）劇切屑變形，易於斷屑。由於將前角磨小（xiǎo），會增大切（qiē）削力，限製了切削用量（liàng）的提高，嚴重時（shí）會損壞刀具，甚至“悶車”，一般不單純采用減（jiǎn）小前角來斷屑（xiè）。增大主偏角，可增大切削厚度，易於斷屑。例如，同（tóng）樣條件下90°刀就比45°刀容易斷屑。另外，增大主偏（piān）角（jiǎo），有利於減小加工中的振（zhèn）動。所以，增大主偏角是一種行之有效（xiào）的斷屑（xiè）方法。

 

2、減小切削速度、增大進（jìn）給量改變切削用量是斷屑的另一措施。增大（dà）切削速度，切屑底層金屬變軟且切屑變形不充分，不利於斷屑；減小切削（xuē）速度，反而容易（yì）斷屑。因（yīn）此，在（zài）車削時，可（kě）通過降（jiàng）低主軸轉速，減小切削速度來斷屑。增（zēng）大進給（gěi）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（bú）過應當注意，隨著進（jìn）給量的增大（dà），工件表麵粗糙度值（zhí）將會（huì）明（míng）顯增大。

 

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

 

1）斷屑槽的形狀

 

常用的（de）斷（duàn）屑槽有折（shé）線形、直線圓弧（hú）形、全圓弧形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）線圓弧形、斷屑槽；切削（xuē）高塑性材料工件時，例如純銅、不鏽（xiù）鋼工件等，可選用全圓弧形斷屑槽。

 

2）斷屑槽的寬度

 

斷屑槽的寬度對斷屑的影響很（hěn）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大，越易（yì）折斷。所以，采用（yòng）較小（xiǎo）的斷屑槽寬對斷屑有利。但斷屑槽（cáo）寬度必須與進（jìn）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，則可形成C形切屑。如卷屑槽太（tài）窄，易產生堵（dǔ）屑現象，而使車刀負荷（hé）增加，甚至損壞切削刃；若卷屑槽太寬，切削卷曲半徑太大，則切削變形不夠（gòu），不易折斷，往往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，否則當槽太窄時，顯得切屑寬，不易在槽中卷（juàn）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（qiē）屑窄，流（liú）動較自由，變形不（bú）夠充分，也不折斷。

 

為了得到滿意的斷屑（xiè）效果，應按具體加工條件，選擇合適的斷屑槽寬（kuān）度。對於硬度較低的工件材（cái）料，槽應選得窄些，反之，槽應選得寬些。