​車削加工中控製斷屑的幾種方法

　　


當加工產生連綿不斷的帶狀切屑時，不僅容易劃（huá）傷工件加工表麵和損壞刀刃，嚴重時還會威脅（xié）到操作者的安全，所以采取必要的工藝措施，控製屑型和（hé）斷（duàn）屑一直是（shì）機械加工行業中極為重要（yào）的工藝問題。

 

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

 

一般切屑（xiè）需要（yào）滿（mǎn）足以下幾個基本（běn）條件：

 

1、切屑不（bú）得纏繞在刀具、工件及其相鄰的工具、裝備上；

 

2、切屑（xiè）不得飛（fēi）濺，以保（bǎo）證操作者與（yǔ）觀察者的安全；

 

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

 

4、保證（zhèng）刀（dāo）具預（yù）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；切屑不會劃傷機床導軌或其他（tā）部件等。

 

一、切屑形（xíng）狀（zhuàng）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（máo）絨（róng）狀的切（qiē）屑。當采用較大前角的（de）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（qiē）屑。它是切削層不充分變（biàn）形的產（chǎn）物。產（chǎn）生帶狀切屑時，切削過程平穩，工件（jiàn）表麵粗糙度較小，但切屑不易折斷，往往引起纏繞（rào），拉毛工件，甚至影響操作，所以不能忽視（shì）它的斷（duàn）屑問（wèn）題。

 

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

 

3、粒（lì）狀切屑：粒狀切屑（xiè）是一種均勻的顆粒狀切屑（xiè）。當采用小前角刀具，以很（hěn）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（qiē）屑時，切削工作不平穩，工件表麵粗糙度較大。

 

4、崩（bēng）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（bú）經塑性變形階段，突然崩裂而形成（chéng）的切屑（xiè）。形成崩碎狀切屑時，切削工作不穩定，刀刃（rèn）上受（shòu）到較（jiào）大的衝（chōng）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（jiàn）材料、切削（xuē）條件的不同而不同。因此，在加工過程中可（kě）以通過觀察切屑形（xíng）態來判斷切屑條（tiáo）件是否合適，也可以通過轉化切削條（tiáo）件改變切屑形（xíng）態，使之向著有利於生產的方向轉化。

 

二、切（qiē）屑折（shé）斷的原理

 

金屬切削過程中，切屑是否（fǒu）容易折斷，與切屑的變形有直接（jiē）聯係，所（suǒ）以研究切屑折斷原理（lǐ）必須從研究（jiū）切（qiē）屑變（biàn）形的（de）規律入（rù）手。

 

切削過程（chéng）中所形成（chéng）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，而塑性和韌性則（zé）顯著降低，這種現（xiàn）象叫冷作硬化。經過（guò）冷作硬化以後，切屑變得硬而脆，當它受到交（jiāo）變的彎曲（qǔ）或衝（chōng）擊載荷時就容（róng）易（yì）折斷。切屑所經受的塑性變形越大，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（gāo）塑（sù）性、高韌性的材料時，應當設法增大切屑的變形，以（yǐ）降低它（tā）的（de）塑性和韌性，便於達到（dào）斷屑的目的（de）。

 

切屑的變形可以（yǐ）由兩部分組成：

 

第一部（bù）分是切削過程（chéng）中所形成的，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（jiē）近於基本變形的數值。影響基本變形的主要因（yīn）素（sù）有刀具前角、負倒（dǎo）棱、切削速度三項。前角（jiǎo）越（yuè）小，負倒（dǎo）棱越（yuè）寬、切削速度越低，則切屑的變形越大（dà），越有利於斷屑。所以，減小前角、加寬負倒棱，降低（dī）切削速度可（kě）作為促進（jìn）斷屑的措施。

 

第二部（bù）分是切（qiē）屑在流動和卷曲過程中所受的變形，我們稱之為附加變形。因（yīn）為在大多數（shù）情況下，僅有（yǒu）切削過（guò）程中的基本變形還不能使切屑折斷，必須再增加（jiā）一次附加（jiā）變（biàn）形，才能達到硬（yìng）化和折斷的目的。迫使切屑經受附加變形的最簡便的方（fāng）法，就是在（zài）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。切屑經受附加的再（zài）卷曲變形以後，進（jìn）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（le）。

 

三、斷屑方法

 

切屑斷與不斷的根本原因在於（yú）切屑形成過程中的變形和應力，當切屑處於（yú）不穩定的變（biàn）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。

 

合理選擇刀具幾何角度、切削用量、磨斷（duàn）屑槽是常用的（de）斷屑（xiè）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（dù）。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（yī）般不單純采用減（jiǎn）小前角來斷屑。增大主偏角，可增大切削厚度（dù），易於（yú）斷屑。例如，同樣條件下90°刀就比45°刀容易斷屑。另（lìng）外，增大主偏角，有利於減小加（jiā）工中的振動。所（suǒ）以，增（zēng）大主（zhǔ）偏角是一種（zhǒng）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（shī）。增大切削速度，切屑底層金屬變軟且切屑變形不充分（fèn），不利於斷屑（xiè）；減小切削速度，反而容易斷屑。因（yīn）此，在車削時，可通（tōng）過（guò）降低主軸轉速，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（yòng）的一（yī）種斷屑方法，不過應（yīng）當注意，隨著進給量的增大，工件表麵粗糙度值（zhí）將會明顯增大。

 

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

 

1）斷屑槽的形狀

 

常用的斷屑槽有折線（xiàn）形、直線圓（yuán）弧形、全圓弧（hú）形3種（zhǒng）槽型。

 

 

 

在切削碳素鋼（gāng）、合金鋼、工具鋼時，可選用（yòng）折線（xiàn）形（xíng）、直線圓弧形、斷屑槽；切削高塑性材料工件時，例如純銅、不鏽鋼工件（jiàn）等，可選用全圓弧（hú）形斷屑槽。

 

2）斷屑槽的寬度

 

斷屑槽的寬度對斷屑的影響很大。一般來講，槽寬越小，切屑的卷（juàn）曲半徑越小，切屑（xiè）上的彎曲應力越大，越易折斷（duàn）。所以，采用較小的斷屑槽寬（kuān）對（duì）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。

 

若斷屑槽（cáo）寬度與進給量基本合適，則（zé）可形（xíng）成（chéng）C形切屑。如卷屑（xiè）槽太窄，易產生堵屑現象（xiàng），而使車刀負荷增加，甚至損壞切削刃；若卷屑槽太寬（kuān），切削（xuē）卷曲半徑太大，則切削變形不夠，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（shēn）度相適當，否則（zé）當槽太窄時，顯得切屑（xiè）寬，不（bú）易在槽中（zhōng）卷曲，往往切屑不（bú）流經槽（cáo）底而形成帶狀切屑。當槽太寬時，又（yòu）顯得切屑（xiè）窄，流動較自由，變形不夠充分，也不折斷。

 

為了得到滿（mǎn）意的斷屑效果，應按具體加（jiā）工條件，選擇（zé）合適的斷屑槽寬度。對於硬度較低的工件材料，槽應選得窄些，反之，槽（cáo）應選（xuǎn）得寬些。