​車削加工中控製斷屑的幾種方法

　　


當加（jiā）工產生連綿不（bú）斷的帶狀切屑時，不僅容易劃傷工件加工表（biǎo）麵和損壞刀刃，嚴重時還會威脅到操作者（zhě）的安全，所以（yǐ）采取必要的工藝（yì）措施，控製屑型和斷屑（xiè）一直是機械（xiè）加工行業中（zhōng）極為重要的工藝問題。

 

由於切屑是切屑層變形的（de）產物，所以，改變切削加工條件是改變切屑種類、實現斷屑的有（yǒu）效途徑，而影響切屑加工條件的因素主要（yào）包括工件材料、刀（dāo）具幾何角度及切屑（xiè）用量等。

 

一（yī）般切屑需要滿足以下幾個基本（běn）條件：

 

1、切屑不得纏繞在刀具、工（gōng）件及其相鄰的工具、裝備上；

 

2、切屑不得（dé）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（jiā）工表麵，影響已加工表麵的質（zhì）量；

 

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，不妨礙切削液的噴（pēn）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：帶狀切屑是（shì）一種連綿不斷的，底麵光（guāng）滑，背麵呈毛絨狀的切屑。當采用較大（dà）前角的刀（dāo）具，以較高的切削速度加工塑（sù）性金屬材料時，容（róng）易（yì）產生這種切屑。它是切削（xuē）層不充分變形的產物。產生（shēng）帶狀切屑時（shí），切削過程平（píng）穩，工件（jiàn）表麵粗糙度較小，但切屑不易折（shé）斷，往往引起纏繞，拉毛工件，甚至影響操作，所（suǒ）以不能忽視它的斷（duàn）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（wén）較深的切屑。當采用減小前角的刀（dāo）具，以較低的切削速（sù）度加工塑性材料時，容易產生這種切屑。它是切屑層較充分變形的產物，已達到了剪裂程度，產生節狀切（qiē）屑時，切屑工作（zuò）不平穩，工件表麵粗糙度較大。

 

3、粒狀切屑：粒狀切屑是（shì）一種均勻的顆粒狀切屑。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（chǎn）物，達到了材料（liào）產生剪切破（pò）壞，使切（qiē）屑沿厚度（dù）斷裂的程度，產生粒狀切屑時，切削工作不平穩，工件表麵粗糙度較大。

 

4、崩碎切屑：崩（bēng）碎狀切屑是一種不規則的細（xì）粒狀切屑。它是（shì）切削脆性材（cái）料時，切削層在彈性（xìng）變形後，幾乎不經塑性變形階段，突然崩裂而形成的切屑。形成崩碎狀切屑時，切削工作不穩定，刀刃上（shàng）受到較大的衝擊力作用，已加工表麵粗糙不平（píng）。

 

由上可知，切屑的種類隨工件材料（liào）、切削條件的不同而不同。因此（cǐ），在加工過程中可以通過觀察切屑形態來判斷切屑條（tiáo）件是否合適，也可以通過轉化切削條件改變切屑形（xíng）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（yǐ）研（yán）究切（qiē）屑（xiè）折斷原理必須從研（yán）究切屑變形的規律入手。

 

切削過程中所形成的切屑，由於經過了比較（jiào）大的塑性變形（xíng），它的硬度將會有所提高，而塑（sù）性和韌（rèn）性則顯著（zhe）降低，這種現（xiàn）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（dào）交變的彎曲或衝擊載荷時就容易折斷。切屑所經受的塑性（xìng）變形越大，硬脆現象越顯著，折斷也就越容易。在切削難斷屑的高強度、高塑性、高韌性的材料時，應當設法增大切屑（xiè）的（de）變形，以降低它的（de）塑性和韌（rèn）性，便於達到斷屑的目的。

 

切屑的變形可以由兩部分組成（chéng）：

 

第（dì）一部分是切削過程中（zhōng）所形成的，我們稱之為基本變形。用平前刀麵（miàn）車刀自由切削時所測得的切（qiē）屑變形，比較接近於基本變形的數（shù）值。影響基本變形的主要因素有刀具（jù）前角、負倒棱（léng）、切削速度三項。前角越小，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（suǒ）以，減小前角、加寬負倒（dǎo）棱，降低切削速度可作為促進斷屑的措施（shī）。

 

第二部分是切屑在流動和卷曲（qǔ）過程中所受的變形，我（wǒ）們稱之為附（fù）加變形。因（yīn）為在（zài）大多數情況下，僅有切削過程（chéng）中的基本變形還不能使（shǐ）切（qiē）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（de）。迫使切屑（xiè）經受附加變形的最簡便的方法，就是在前刀麵上（shàng）磨出（或壓製出）一定形狀（zhuàng）的斷屑槽，迫使切屑流入斷屑槽時再卷曲變形。切屑經（jīng）受附加（jiā）的再卷曲變形以後，進一步硬化和脆化，當（dāng）它碰（pèng）撞到（dào）工件（jiàn）或後（hòu）刀麵上時，就很容易被折斷了。

 

三、斷屑方法

 

切屑斷與不斷的根本原因在於切屑形成過程（chéng）中（zhōng）的變形和應力（lì），當切屑處於（yú）不穩定的變形狀態或切屑應力達（dá）到其強度極限時，就會斷（duàn）屑，通常切屑是卷曲（qǔ）後折（shé）斷的。

 

合理選擇刀具幾何角度、切削（xuē）用量、磨斷屑槽（cáo）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大的刀（dāo）具幾何角度。減小前角，加劇切屑（xiè）變形，易於斷屑。由於將前（qián）角磨（mó）小，會（huì）增大切削力，限製了切削用（yòng）量的提高，嚴重時會損壞刀具（jù），甚至“悶車”，一般不單純采用減小前角來斷屑。增大（dà）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°刀容易斷屑（xiè）。另外，增大主偏角，有（yǒu）利於減小加工中的振動。所以，增大主偏角（jiǎo）是一種行之有效的斷（duàn）屑方法（fǎ）。

 

2、減小切削速度、增（zēng）大進（jìn）給量改變切削用量是斷屑的另一措施。增（zēng）大切削速度，切屑底層金屬變軟且切屑變（biàn）形不充（chōng）分，不利於斷屑；減（jiǎn）小切（qiē）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，易於斷屑。這是加工中常采用的一種斷屑方法，不過（guò）應當注意，隨著進給量的增大，工（gōng）件表麵粗糙度值（zhí）將會明顯（xiǎn）增大。

 

3、開設斷屑（xiè）槽：斷屑槽，是指（zhǐ）在刀（dāo）具前刀麵上做出的槽。斷屑槽的形狀、寬度及槽斜角（jiǎo）都是影響（xiǎng）斷（duàn）屑的因素。

 

1）斷屑（xiè）槽的形狀

 

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

 

 

 

在切（qiē）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；切削高塑性材（cái）料工件（jiàn）時，例如純銅、不鏽鋼工（gōng）件等，可選用全圓弧形斷屑槽。

 

2）斷（duàn）屑槽的寬度

 

斷屑槽（cáo）的寬度對（duì）斷屑（xiè）的影響很大。一（yī）般來講，槽寬越小，切屑的卷曲半徑越小，切屑（xiè）上的（de）彎曲應力越大，越易折斷。所以，采用較小的斷屑槽（cáo）寬對斷屑有利。但斷屑槽寬度必須與進給量切削深度ɑp聯係起來考慮（lǜ）。

 

若斷屑槽（cáo）寬度與進給量基本合適，則可形成C形（xíng）切屑。如卷屑槽太窄，易產生堵屑現象，而使車刀負荷增加，甚至損（sǔn）壞切削刃；若卷（juàn）屑槽太寬，切削卷曲半徑太大，則切削變形不夠，不易折（shé）斷，往往不流（liú）經槽底而形成不斷的帶狀切屑。

 

切屑槽的寬度（dù）也應與切削深度相適當，否（fǒu）則當槽太窄時，顯得切屑寬，不易在槽中卷曲，往往切屑不流經槽（cáo）底而形成（chéng）帶狀切屑。當槽太寬時，又顯得切屑窄（zhǎi），流動較自由，變形不夠充分，也不（bú）折（shé）斷（duàn）。

 

為了得（dé）到滿意（yì）的斷屑效果，應按具體加工條件，選擇合適的斷屑槽寬度。對於硬度（dù）較低的（de）工件材料，槽應選得窄些，反之，槽應選得寬些。