​車削（xuē）加工中控製斷屑（xiè）的幾種（zhǒng）方法

　　


當加工產生（shēng）連綿不斷的帶狀（zhuàng）切屑時，不（bú）僅容易劃傷工件加工表麵和（hé）損壞刀刃，嚴重時（shí）還會威（wēi）脅到操作者的安全，所以采（cǎi）取必要的工藝措施，控製屑型和斷（duàn）屑一直是機（jī）械加工行業中極為重要的工藝問題。

 

由於切（qiē）屑是切屑層變形的產物，所（suǒ）以，改變切削加工條件是改（gǎi）變切屑種類、實現斷屑的有效途徑，而影（yǐng）響切（qiē）屑加工條（tiáo）件的因（yīn）素主要（yào）包括工件材料（liào）、刀具幾何角（jiǎo）度及切屑用量（liàng）等。

 

一般切（qiē）屑（xiè）需要（yào）滿足以（yǐ）下幾個基本條（tiáo）件（jiàn）：

 

1、切（qiē）屑（xiè）不得纏繞在刀具、工件（jiàn）及其相鄰的工具、裝備上；

 

2、切屑不得飛濺（jiàn），以保證操作者（zhě）與觀察者的安全（quán）；

 

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

 

4、保證刀具預定的耐用度，不能過（guò）早磨損並竭力防止其破損；

 

5、切屑流出時，不妨礙切（qiē）削液（yè）的（de）噴注；切屑不會劃傷機床導軌（guǐ）或其他部件等。

 

一（yī）、切（qiē）屑形狀的（de）分（fèn）類

 

 

1、帶狀切屑：帶（dài）狀切屑是一（yī）種（zhǒng）連綿不斷的，底麵光滑，背麵（miàn）呈毛絨狀的切（qiē）屑。當采用較大前（qián）角的刀具，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。它是切削層不充分變形（xíng）的產（chǎn）物。產生帶狀切屑時，切削過程平穩（wěn），工件表麵粗糙度較小，但（dàn）切屑不易折（shé）斷，往往引起纏繞，拉毛工件，甚至影響操作（zuò），所以不能忽（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（de）切屑。當采（cǎi）用減小前角的刀具（jù），以較低的（de）切（qiē）削速度（dù）加工塑性材料時，容易產生這種切屑（xiè）。它是（shì）切屑層較充（chōng）分變形的產物，已（yǐ）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（biǎo）麵粗（cū）糙度較大。

 

3、粒狀切屑：粒狀切屑是一種均勻的（de）顆粒狀切屑。當采用小前角刀具，以很低的切削（xuē）速度加工塑（sù）性金屬材料時，容易產生這種切屑。它是切削層充分變形的產物，達到了材（cái）料產生剪切破壞，使切屑沿厚度斷裂的程度，產生粒狀切（qiē）屑時，切削工作（zuò）不平穩，工件表（biǎo）麵粗糙（cāo）度較大。

 

4、崩碎切屑：崩碎狀切屑是一種不規（guī）則的細粒狀切屑。它是切（qiē）削脆性材料時，切（qiē）削層在彈性變形後，幾乎不經（jīng）塑性變形階（jiē）段，突然（rán）崩（bēng）裂而形（xíng）成的切屑。形成崩碎狀切（qiē）屑時，切削工作不穩（wěn）定，刀刃上受到較大的衝擊力作用，已加（jiā）工表麵粗糙不平。

 

由上可知，切屑的種類隨（suí）工件材料、切削條件的不同而不（bú）同。因此，在加工過程中可以通過（guò）觀察切（qiē）屑（xiè）形態來判斷切屑條件是否合適，也可以通過（guò）轉（zhuǎn）化切削條件改變切（qiē）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（biàn）形有直接聯係，所以研究（jiū）切屑折斷原理必（bì）須從研究切（qiē）屑變形的規（guī）律入手。

 

切削過程中所形（xíng）成的切屑，由於經過了比較大的塑性變形，它的硬度（dù）將會有所提高，而塑性和韌性則（zé）顯著降低，這種現（xiàn）象叫冷作硬化。經過冷作硬化以後，切屑變得（dé）硬而脆，當它受到交變的彎曲或衝擊載荷時就容易折斷。切屑所經受的塑性變形（xíng）越大，硬脆現象越顯著，折斷（duàn）也就越容易。在切削（xuē）難斷屑（xiè）的高強度、高塑性（xìng）、高韌性的材料時，應當設法增大切屑的變（biàn）形，以降低它的塑性（xìng）和韌性（xìng），便（biàn）於（yú）達到斷屑（xiè）的目的。

 

切（qiē）屑的變形（xíng）可（kě）以由兩部分組成：

 

第一部分是切削過程中所形成的，我們稱之為基（jī）本變形。用平前刀麵車刀自由切削時所（suǒ）測得的切屑變形，比較（jiào）接近於（yú）基本變形的數值（zhí）。影響基本變形的主要因素有刀具前（qián）角、負倒棱、切削速度（dù）三項。前角（jiǎo）越（yuè）小，負倒棱越寬、切削速度越低，則切屑的變形越大，越有利於斷屑。所以，減（jiǎn）小前角（jiǎo）、加（jiā）寬負倒棱，降低切削速度可作為促進斷屑的措施。

 

第二部分是切屑在流（liú）動和卷曲過程中所受的變形，我們稱之（zhī）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（shǐ）切屑折斷，必須再增加一次附加變形，才能達到硬化和折斷的目的。迫使切屑經受附加變形的最簡便的方法，就是在前刀麵上磨出（或壓（yā）製出）一定形狀的斷（duàn）屑槽，迫使切屑流入斷（duàn）屑槽時再卷曲變（biàn）形。切屑經受附加的再卷曲變形以後，進一步硬化和脆化，當它碰撞到工件或後刀麵上時，就很（hěn）容易（yì）被折斷了。

 

三、斷屑方法

 

切屑斷與不斷的根本原（yuán）因在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切（qiē）屑應力達到其強度極限時（shí），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（shì）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。由於將前角磨（mó）小（xiǎo），會增大切（qiē）削力，限製了切削用量的提高，嚴重時會損壞刀具，甚至“悶車（chē）”，一般不（bú）單純采用減小前角來斷（duàn）屑。增大主偏（piān）角，可增大切削厚度，易於斷屑。例如，同樣條件下90°刀（dāo）就比45°刀（dāo）容易斷（duàn）屑。另外（wài），增大（dà）主偏角，有利於減小加（jiā）工中的振動。所以，增大主偏角是一（yī）種行之有效的斷屑方法。

 

2、減小切削速度、增大進給量改變切削（xuē）用量是斷（duàn）屑的另一（yī）措施。增大切削速度，切屑（xiè）底層金屬（shǔ）變軟且切屑變形不充分（fèn），不利於斷屑；減小切削速（sù）度，反而容易（yì）斷屑。因此，在車削時，可通過降低主（zhǔ）軸轉速（sù），減小切削速度來斷屑（xiè）。增大進給（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，不過應當（dāng）注意，隨（suí）著進（jìn）給量的（de）增大，工件表麵粗糙度值將會（huì）明顯增大。

 

3、開（kāi）設斷屑槽（cáo）：斷屑槽，是指在（zài）刀具（jù）前刀（dāo）麵（miàn）上做出的槽。斷（duàn）屑槽的形狀、寬度及槽斜角都是影響斷屑的因素（sù）。

 

1）斷屑槽的形（xíng）狀

 

常用的斷屑槽有折線形、直線圓弧形、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、直線圓弧形、斷屑槽；切（qiē）削高塑性材料工件時，例如純銅、不鏽鋼工件等，可選用全（quán）圓弧形（xíng）斷屑槽。

 

2）斷屑槽的（de）寬度

 

斷屑槽的寬度對斷屑的影響很大。一般來（lái）講，槽寬（kuān）越小，切屑的卷曲半徑越小，切（qiē）屑上（shàng）的彎曲應力越大，越易（yì）折斷。所以，采用較小的斷屑槽寬對斷屑有（yǒu）利。但斷屑槽（cáo）寬度（dù）必（bì）須與進給量切削深度ɑp聯（lián）係起來考慮。

 

若斷（duàn）屑槽（cáo）寬度與進給量基本（běn）合適，則可形成C形切屑。如卷屑槽太窄，易產（chǎn）生堵屑（xiè）現象，而使車（chē）刀負荷增加，甚（shèn）至損壞切削刃；若卷屑槽太寬（kuān），切削卷曲半徑太大，則切削變形不夠，不易折斷，往往不流經（jīng）槽底而形成不斷的帶狀切屑。

 

切屑（xiè）槽的寬度也應與切削深度相適當，否則當槽太窄時（shí），顯得切屑寬，不（bú）易在槽中卷曲，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（jiào）自由，變形不夠充分（fèn），也（yě）不折（shé）斷。

 

為了得到滿意的斷屑效果，應按具體加工條件，選擇（zé）合（hé）適的斷屑槽寬度。對於硬度較低的（de）工件材料（liào），槽應（yīng）選得窄些，反之，槽應選得寬些（xiē）。