​車削加（jiā）工中控製斷屑的幾（jǐ）種方法

　　


當加工產生連綿（mián）不斷的帶狀切屑時，不僅容易劃（huá）傷工件加工表麵（miàn）和（hé）損壞（huài）刀刃，嚴重時還會威脅到（dào）操作者的安全，所以采取必要的工藝措施（shī），控製（zhì）屑型和斷屑一直（zhí）是（shì）機械加工行業中極為重要的工藝問（wèn）題（tí）。

 

由於切屑是切（qiē）屑層變形的產物，所以，改（gǎi）變（biàn）切削加工條件是改變切（qiē）屑種類、實現斷屑的有效（xiào）途徑，而影響切屑加工條件的因素主要包括工件（jiàn）材料、刀具幾何角（jiǎo）度及切（qiē）屑（xiè）用量等。

 

一（yī）般切屑需要滿足以下幾個基本條件：

 

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

 

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麵，影響已加工表（biǎo）麵的質量；

 

4、保證（zhèng）刀具預定的耐用度，不能過早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（huì）劃傷機床（chuáng）導軌或其（qí）他部件等。

 

一、切屑形狀的分類

 

 

1、帶狀切屑：帶狀切屑是（shì）一（yī）種連綿（mián）不斷的，底麵光滑，背麵呈毛絨狀的（de）切屑。當采用（yòng）較大前角的刀具，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（bú）充分變形（xíng）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（xiè）不易折斷，往往引起纏繞，拉（lā）毛工件，甚至影響操作，所以不能忽視它的斷屑問題。

 

2、節狀切屑（xiè）：節狀切屑是一種底麵（miàn）光滑，背麵有明顯裂紋，且裂紋較深的切屑。當采用減小前角的刀（dāo）具，以較低的切（qiē）削速度加工塑（sù）性（xìng）材料時，容易產生這種切（qiē）屑。它是切屑層較充分變形的產物，已達到了剪裂程度，產生節（jiē）狀切屑時，切屑工作不平穩，工件表（biǎo）麵粗糙度較大。

 

3、粒狀切屑：粒狀切屑是一種均勻的顆粒狀切屑。當（dāng）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（chǎn）生這種切屑。它是切削層充分變形的產物，達到了材料產生剪切破壞，使（shǐ）切屑沿厚度斷裂的程度，產生粒狀切屑時，切削工作不平穩，工件（jiàn）表麵粗（cū）糙度較大。

 

4、崩碎切屑：崩碎狀（zhuàng）切屑是一種不規則的（de）細粒狀切屑。它是切削（xuē）脆性材料時，切削層在彈性變形（xíng）後，幾乎不經塑性變形階段，突然崩裂而（ér）形成（chéng）的切屑。形成崩碎狀切屑時，切削工作不穩定，刀（dāo）刃上受到較大的衝擊力作用，已（yǐ）加工表（biǎo）麵（miàn）粗糙不平。

 

由上可知，切屑（xiè）的（de）種類（lèi）隨工件材料、切削條件的不同而（ér）不同。因此，在加工過程中（zhōng）可以通（tōng）過觀察切屑形態來（lái）判斷切屑條件是（shì）否合適，也可以（yǐ）通過轉化切削條件改變切屑形態，使之向著有利於（yú）生產的方向轉化。

 

二、切屑折斷的原理

 

金屬切削過程中，切屑（xiè）是（shì）否容（róng）易折斷，與切屑的變形有直接聯係，所以研究（jiū）切屑折斷原理必須從研究切屑變形的規（guī）律入手。

 

切削過程中所（suǒ）形成的（de）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，而塑性和韌性則顯著降低，這種現象叫冷作硬（yìng）化。經過冷作硬化以後，切屑（xiè）變得硬而脆，當（dāng）它受到交變的彎曲（qǔ）或衝擊載荷（hé）時就（jiù）容易折斷。切屑所經受的塑性變形越大，硬脆現（xiàn）象越顯著，折斷也就越容易。在切削難斷屑的高（gāo）強度、高塑性、高韌（rèn）性的材料時（shí），應當設法增大切屑的變形，以（yǐ）降低它的塑（sù）性和韌（rèn）性，便於達到斷屑的目的。

 

切（qiē）屑的變形可以由兩部分組（zǔ）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。用平（píng）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（de）主要因素有刀具前角、負倒棱、切削速度三項。前角越小，負倒棱（léng）越寬、切削速度越低，則切屑的變形（xíng）越大，越有（yǒu）利於斷屑。所以，減小前角、加寬負倒棱，降低（dī）切削（xuē）速度可作為促（cù）進斷屑的措施。

 

第二部分是切（qiē）屑在流動和卷曲過程中所受的變形，我們（men）稱之為附加變形。因為在大多數情況下（xià），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（jiā）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（biàn）的方法，就是在前刀麵上磨出（或壓製出）一定形狀的斷屑槽，迫使切屑流入斷屑槽時再卷曲變形（xíng）。切屑經受（shòu）附加的再卷曲變形以後，進一步硬（yìng）化（huà）和脆化，當它碰撞到工件或後刀麵上時，就（jiù）很容易被折斷（duàn）了（le）。

 

三、斷屑方法

 

切屑斷與不斷的根（gēn）本原因在於切屑形成過程中（zhōng）的變形和應力，當切屑（xiè）處於不穩定的變形狀（zhuàng）態或（huò）切屑應力（lì）達到（dào）其強度極限時，就會（huì）斷屑，通常切（qiē）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）用的斷屑（xiè）方法。

 

1、減小前（qián）角（jiǎo）、增大主偏角：前角和主偏角（jiǎo）是（shì）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（xiè）。由於將前角（jiǎo）磨小（xiǎo），會增（zēng）大切削力，限製（zhì）了切削（xuē）用量的提高，嚴重時會（huì）損壞刀具，甚至“悶車”，一般不單純采用減小前角來斷屑。增（zēng）大主（zhǔ）偏角，可增大切削厚度，易於斷屑。例如，同樣條件下（xià）90°刀就比45°刀（dāo）容易斷屑。另外，增大主偏角，有利於（yú）減小加工中的（de）振動。所以，增大主偏角是一種行之有效的斷屑方（fāng）法。

 

2、減小切削速度、增大進給量改變切（qiē）削用量是斷屑的另一措施。增大切削速度，切屑底層金屬（shǔ）變軟且切（qiē）屑變形不充分，不利於斷屑；減小切削速度，反而（ér）容易斷屑。因此，在車削時，可通過降低（dī）主軸轉速，減小切削速度來斷屑。增大進給（gěi）量，可增（zēng）加切削（xuē）厚度，易於斷屑。這是加工中常采用的一種斷（duàn）屑（xiè）方法，不過應當注意，隨著進給（gěi）量的增大，工件（jiàn）表麵粗糙度值將會明顯增大。

 

3、開設斷屑槽：斷屑槽（cáo），是指在刀具前（qián）刀麵上（shàng）做出的槽。斷屑（xiè）槽的形狀、寬度及槽斜（xié）角都是（shì）影響斷（duàn）屑的因素。

 

1）斷屑槽的形（xíng）狀

 

常用的斷屑槽有（yǒu）折線（xiàn）形、直線圓弧形、全圓弧（hú）形3種槽型。

 

 

 

在切削碳素鋼、合金鋼、工具鋼時，可選用折線形、直線圓弧形、斷屑槽；切削高（gāo）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（duàn）屑槽。

 

2）斷（duàn）屑槽的寬度

 

斷屑槽的寬度對斷屑的影響很大。一（yī）般來講，槽寬越（yuè）小，切屑的卷曲半徑越小（xiǎo），切屑上的彎曲應（yīng）力越大（dà），越易折斷。所以，采（cǎi）用較（jiào）小的斷屑槽寬對斷屑有利。但斷屑槽寬度必須與（yǔ）進給量切削深度（dù）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（qiē）屑。如（rú）卷屑槽太窄，易產生堵屑現象，而使車刀（dāo）負（fù）荷增加，甚至損壞切削刃；若卷（juàn）屑槽（cáo）太寬，切削（xuē）卷曲半徑太（tài）大，則（zé）切削變形不夠，不易折斷，往往不流（liú）經槽底而形成不斷的帶狀切（qiē）屑（xiè）。

 

切屑槽的（de）寬度也應與切削深度相適當，否則當槽太（tài）窄時，顯得切屑（xiè）寬，不易在槽中卷曲，往往切屑不（bú）流經（jīng）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（jù）體加工條件，選擇合適的斷屑槽寬度。對於硬度較低的（de）工件材料，槽應選得窄些，反之，槽應選得（dé）寬些。