​車削加工中控製斷屑的幾種方法

　　


當加工產生連綿不斷（duàn）的（de）帶狀切屑時，不僅容易劃傷工件加工（gōng）表麵和損壞（huài）刀刃，嚴重時還會威脅到操作者的安全，所以采取必要的工藝措施，控製屑型和斷屑一直是機械加工行業中極（jí）為重要的工藝問題。

 

由於（yú）切屑是切（qiē）屑層變（biàn）形的（de）產物，所以，改變切削加工條件是改變切屑種類、實現斷屑（xiè）的有效途徑，而影響切屑（xiè）加工條件的因素主要包括工件材（cái）料、刀具幾何角度及切屑用量等。

 

一般切屑需要滿（mǎn）足以下幾個基本條件：

 

1、切屑不得纏繞在刀具、工件（jiàn）及其相鄰（lín）的工具、裝備（bèi）上；

 

2、切屑不得（dé）飛濺，以保證（zhèng）操作者與觀察者的安全（quán）；

 

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

 

4、保證刀具預定的耐用度，不能過早（zǎo）磨損並竭力防止其破損；

 

5、切屑流出時，不妨礙切削液的噴注；切屑不會劃傷機床導軌或其他部件等。

 

一、切屑形狀的分類

 

 

1、帶狀切屑：帶狀切屑（xiè）是一種連綿不斷的，底麵光滑，背麵呈毛絨（róng）狀的切屑。當采用較大前角的刀（dāo）具，以較高的切削速度加工塑性金屬材料（liào）時，容易產生這種切屑。它是切削層不（bú）充分變形的產物（wù）。產生帶狀切（qiē）屑時，切削過程平穩，工件表麵粗糙度較小（xiǎo），但切屑不易折斷，往往引起纏繞，拉毛工件，甚至影響操作，所（suǒ）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（miàn）有明顯裂紋，且裂紋較深的切（qiē）屑。當采用減小前角（jiǎo）的刀具，以較低的切削速度加工（gōng）塑性材料時，容易產生這種切（qiē）屑。它是（shì）切屑層較充分變（biàn）形的產物，已達到了（le）剪裂程度，產生節狀切屑時，切屑工作不平穩（wěn），工件表麵粗糙度較大。

 

3、粒狀切（qiē）屑：粒狀切屑是（shì）一種（zhǒng）均勻（yún）的顆粒狀切屑。當采（cǎi）用小前角刀具，以很低的切削速度（dù）加工塑性金屬材料時，容易產生（shēng）這種切屑。它是切削層充分變形的產物（wù），達到了材料產生剪切破（pò）壞（huài），使切屑沿厚度斷裂的程度，產生粒狀切屑時，切（qiē）削工作不（bú）平穩，工件（jiàn）表麵粗糙度較大。

 

4、崩碎切屑：崩碎狀切屑是一（yī）種不規則的（de）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，突然崩裂而形成的（de）切屑。形成崩（bēng）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（miàn）粗糙不平。

 

由上可知，切屑的種類隨工件材料、切削條件（jiàn）的不同而不同。因此，在加工過程中可以通過觀察切屑形態來判（pàn）斷切屑條件是否合適（shì），也可以通過轉化切削條件改變（biàn）切屑形態，使之向著有利於生產的方向（xiàng）轉化。

 

二、切屑折（shé）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（cóng）研究切屑變形的規律入手。

 

切削過程中所形成（chéng）的切屑（xiè），由於經（jīng）過了比較大的塑性變形，它的硬度將會（huì）有所提（tí）高，而塑性和（hé）韌性則顯著（zhe）降低，這種現象叫冷作硬化。經過冷作（zuò）硬化以後，切屑變得硬而（ér）脆，當它受到交變的彎曲或衝擊載荷（hé）時就容易折斷。切屑所經受（shòu）的塑性變形越大，硬脆現象越顯著，折斷也就越容易。在切削（xuē）難斷屑的高強度、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（biàn）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（fèn）是切削（xuē）過程中所（suǒ）形成的，我們稱之為基本變形。用平前刀麵車刀自由切削時所測得的切屑變形，比較接近於基本變形的數值。影響基本變形的主要因素有刀具前角、負倒棱、切削速度三項。前（qián）角越小，負倒棱越寬、切削速度越低，則切（qiē）屑的變形越大，越有利於斷屑。所以，減小前角、加寬負倒棱，降低切削速度可（kě）作為（wéi）促（cù）進斷屑的措施。

 

第（dì）二部分是切屑在流動和卷曲過程中所受（shòu）的（de）變形，我們稱之為附加（jiā）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（fǎ），就是在前刀麵上磨出（或壓製出）一定形（xíng）狀的斷（duàn）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（xíng）以後，進一步硬化和脆化，當它碰撞到工件或後刀麵上時，就很容易被折斷了。

 

三、斷（duàn）屑方（fāng）法（fǎ）

 

切屑斷與（yǔ）不斷的根本（běn）原因在於切屑形成過程中的變形和應力（lì），當切屑（xiè）處於不穩定的變形狀態或切屑應力達到其強度極限（xiàn）時，就會斷屑，通常切屑是卷曲後折（shé）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（fǎ）。

 

1、減小前角（jiǎo）、增大主偏角：前（qián）角和主偏角是對斷屑影響較大的刀具幾何角（jiǎo）度。減小前角，加劇切屑變形，易於斷屑。由於將前角磨小，會增大切削（xuē）力，限製了切削用量的提高，嚴重時會損壞刀具（jù），甚至（zhì）“悶車”，一般不單（dān）純采用減小（xiǎo）前角來斷屑。增大主偏角（jiǎo），可增大切削厚度，易於斷屑。例如（rú），同樣條件下90°刀就（jiù）比（bǐ）45°刀（dāo）容易斷屑。另外，增（zēng）大主偏角，有利（lì）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。

 

2、減小切削速（sù）度、增大進給量改變切削用量是斷屑的另一措施。增大切削速度，切（qiē）屑底層金屬變軟且切屑變形不充分，不利於斷屑；減小（xiǎo）切削（xuē）速度，反而容易斷屑。因此，在車削時，可通過降低主軸轉速（sù），減小切削速度來斷屑。增大進給量，可增加切削厚度，易於（yú）斷屑。這是加（jiā）工（gōng）中（zhōng）常采用的一種斷屑方法，不過應當注意，隨著進給量的增大，工件表麵粗糙度值將會明顯增大。

 

3、開（kāi）設斷屑槽（cáo）：斷屑槽，是指在刀具前刀麵上做出的（de）槽（cáo）。斷屑槽的形狀、寬度及槽斜角都（dōu）是影（yǐng）響斷屑的因素。

 

1）斷屑（xiè）槽的形狀（zhuàng）

 

常用的斷（duàn）屑槽有折線形、直線圓弧形、全圓弧形3種槽（cáo）型。

 

 

 

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

 

2）斷屑槽的（de）寬度

 

斷屑槽的寬度對（duì）斷屑的影響很大。一般來講，槽寬越小，切屑的卷曲半徑（jìng）越小，切屑上的彎（wān）曲應力越大，越（yuè）易折斷。所以，采用較小的斷屑槽寬對斷（duàn）屑有利。但斷屑槽（cáo）寬度（dù）必須與進給（gěi）量切削深度ɑp聯係起來考慮。

 

若（ruò）斷屑槽（cáo）寬度與進給量基本合適（shì），則可形成C形（xíng）切屑。如卷屑槽太窄，易產生堵（dǔ）屑現象，而使車刀負荷增加，甚至損壞切（qiē）削刃；若（ruò）卷屑槽太（tài）寬，切削卷曲半徑太大，則切削（xuē）變形不夠，不易（yì）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（zé）當槽太窄時，顯得切屑寬，不易（yì）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，選擇合適的斷屑槽寬度。對（duì）於硬度較（jiào）低的工件材料，槽應選得（dé）窄些（xiē），反之，槽應選得寬些。