​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，不僅容易劃傷工件加工表麵和損壞刀刃，嚴重（chóng）時還會（huì）威脅到操作者的安全，所（suǒ）以采取必要的工藝（yì）措施，控製屑型和斷屑一直是機械加工行業中極為（wéi）重要的工藝問題。

 

由於切屑是切屑層變形的產物，所以，改變（biàn）切削加工條件是改變切屑種類、實現斷屑的有效途徑，而影響切屑加工條（tiáo）件（jiàn）的因素主要包括工件材料（liào）、刀具幾何角度及（jí）切屑用量等。

 

一般切屑需要滿足以（yǐ）下幾個基本條件：

 

1、切屑不得纏繞在刀具、工件及其相鄰的工（gōng）具、裝備上；

 

2、切（qiē）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（jiàn）的已加工表麵，影響已加工表（biǎo）麵的質量；

 

4、保證刀具預定的耐用度，不能過早磨損並竭力防止其（qí）破損；

 

5、切屑流出（chū）時，不妨礙切削液的噴注；切屑不會劃傷機床導軌或其（qí）他部件等（děng）。

 

一（yī）、切屑形狀的分類

 

 

1、帶狀切（qiē）屑：帶狀切屑是一種連綿不斷的，底麵（miàn）光（guāng）滑（huá），背麵呈毛絨狀的切屑。當采用較大前角的刀具，以較高的切（qiē）削速度加工塑（sù）性金屬材料時，容易產（chǎn）生這種切屑。它是切削層不充（chōng）分變（biàn）形的產物。產（chǎn）生帶狀切屑時，切削過程平穩，工件表（biǎo）麵粗糙度較小，但切屑不易折斷，往往引起纏繞，拉毛工件，甚至影響操作，所以不能忽視它的斷屑問題。

 

2、節狀切屑：節狀切屑是一種底麵光滑，背麵有明顯裂紋，且（qiě）裂（liè）紋較（jiào）深的切屑。當采用減小前角的刀具（jù），以較低的切削速度加工塑性（xìng）材料時（shí），容易產生這種切屑。它是切屑層較充分變形（xíng）的產物（wù），已達到了剪裂程度，產生節狀切屑時（shí），切屑工作不平穩，工件表麵粗糙度較大（dà）。

 

3、粒狀切屑：粒狀切屑是一種均勻的顆粒狀切屑。當采用小前角刀具，以（yǐ）很低的切削速度（dù）加工塑性金屬材料時，容易產生這種切屑。它是切削層（céng）充分變形的產物，達到了材（cái）料產生剪切破（pò）壞，使切（qiē）屑沿厚度斷裂的程度，產生（shēng）粒狀切屑時，切削工作不平穩，工件表麵粗糙度較大。

 

4、崩碎（suì）切（qiē）屑：崩碎狀切屑是一種不規則的（de）細粒狀切屑。它是切削脆性材料時，切削層在（zài）彈性變形後，幾（jǐ）乎不（bú）經塑性變形階段（duàn），突然崩裂而形成的切屑。形（xíng）成崩碎狀（zhuàng）切屑時（shí），切削工作不穩定，刀刃（rèn）上受到較大的衝擊力作用，已加工表麵粗糙不平。

 

由上可知，切屑的種類隨工件材料、切削條件的（de）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斷切屑條件（jiàn）是否合適，也可以（yǐ）通過轉化切削條件改變切屑（xiè）形態，使（shǐ）之向著有利於生產（chǎn）的（de）方向轉化。

 

二（èr）、切屑折斷的（de）原理

 

金屬切削過程（chéng）中，切屑（xiè）是否容易折斷，與切屑的變形有直接聯係（xì），所以研究切屑折斷原理必須從研究切屑變形的規律入手。

 

切削過程中所形成的切屑，由於經過了比較大的（de）塑性變（biàn）形，它的硬度將會有所（suǒ）提高（gāo），而塑性（xìng）和韌性則（zé）顯（xiǎn）著降低，這種現象叫冷作硬化（huà）。經過冷作硬（yìng）化以後，切屑變得硬而脆，當它受到交變的彎曲（qǔ）或衝擊（jī）載荷時就容易折斷。切屑所經受的塑性變形越大，硬脆現象越顯著，折斷也就越（yuè）容易。在切削（xuē）難斷屑的高強（qiáng）度（dù）、高塑（sù）性、高韌性的材料時，應當設法增大切屑的變形，以（yǐ）降低它的塑性和韌性，便於達到斷屑的目的。

 

切屑的變形可（kě）以由兩部分組成：

 

第一部分是切（qiē）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（cè）得的切屑（xiè）變形，比較接（jiē）近於基本（běn）變形的數值。影響基本變形的主要因素有刀具（jù）前（qián）角（jiǎo）、負倒棱、切削速度（dù）三項。前角越小（xiǎo），負倒棱越（yuè）寬、切削速度越（yuè）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（dù）可作為促進斷屑的措施（shī）。

 

第二部分是切屑在流動和（hé）卷曲（qǔ）過程中所受的變形（xíng），我們稱之為附加變形。因為在大多數情況下，僅有切削（xuē）過程中的基本變形還不能使切（qiē）屑（xiè）折斷，必須再增加一次附加變形，才能達到硬化和折斷的目（mù）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（或壓製出）一定形狀的斷屑槽，迫使切屑流入（rù）斷屑槽時再卷曲變形。切屑經受附加的再卷曲（qǔ）變形以後，進一步硬化和脆化，當它（tā）碰撞到工件或後刀（dāo）麵上時，就很容易被折斷了。

 

三、斷屑方（fāng）法

 

切屑斷與不斷的根本原因在於切屑形成過程（chéng）中的變形和應力，當切（qiē）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（xiàn）時，就會（huì）斷（duàn）屑，通常（cháng）切（qiē）屑是卷曲後折（shé）斷的。

 

合理選擇刀具幾何角度、切削用（yòng）量、磨斷屑槽是常用的斷屑方法。

 

1、減小前角（jiǎo）、增大（dà）主偏角：前角和（hé）主偏角是對斷（duàn）屑影響較大的刀具幾（jǐ）何角度。減小前角，加劇切屑變形，易於斷屑。由於將前角磨小（xiǎo），會增（zēng）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”，一般不單純采用減小前角（jiǎo）來斷（duàn）屑。增大主（zhǔ）偏角，可增大切削厚度，易於（yú）斷屑。例如，同樣條件下（xià）90°刀就比45°刀容易斷屑。另外，增大主偏角，有利於減（jiǎn）小加工中的振（zhèn）動。所以，增大（dà）主偏角是一（yī）種行之有效的（de）斷屑方法。

 

2、減小切削速度、增大進給量改變（biàn）切削（xuē）用量是（shì）斷屑的另一措施。增（zēng）大切削速（sù）度，切屑底層金屬變軟且切屑變形不充分，不利於斷屑；減小切削速度，反而容易斷屑。因此，在車削時，可（kě）通過降低主軸轉速，減小切削速度來斷（duàn）屑。增大進給（gěi）量，可增加（jiā）切削（xuē）厚度，易於斷屑。這是加工中常（cháng）采用（yòng）的一種（zhǒng）斷屑方法（fǎ），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、開設斷屑槽：斷屑槽，是（shì）指在刀具前刀麵上做出的槽。斷屑（xiè）槽的形狀、寬度及槽斜角都是影響斷屑的因素。

 

1）斷屑槽的形狀

 

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、合金鋼、工具鋼（gāng）時，可選用折線形（xíng）、直線圓弧形、斷（duàn）屑槽；切削高塑性材料（liào）工件（jiàn）時（shí），例如純銅、不（bú）鏽鋼工件（jiàn）等（děng），可選用全圓弧形斷屑槽。

 

2）斷（duàn）屑槽的寬度

 

斷屑（xiè）槽的寬度對斷屑的影響很大。一般來講，槽寬越小，切屑的卷曲半徑越小，切屑上的彎曲應力越大，越易折斷。所以，采用較（jiào）小的斷屑槽寬對斷屑有利（lì）。但斷屑槽寬度必須與進給（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，則可形成C形（xíng）切屑。如卷屑槽太窄（zhǎi），易產（chǎn）生堵屑現象，而使（shǐ）車刀負荷增加，甚至損壞切削刃；若卷屑槽太寬，切削卷曲半徑太大，則切削變形不夠，不（bú）易折（shé）斷，往往不流經槽底而形成（chéng）不斷的帶狀切屑。

 

切屑槽的寬度（dù）也應與切削深度（dù）相適當，否則當槽太窄時，顯得切（qiē）屑寬（kuān），不（bú）易在槽中卷曲，往往切屑不流經槽底（dǐ）而形成帶狀切（qiē）屑。當槽太寬時，又顯（xiǎn）得切屑窄，流動較自（zì）由，變形（xíng）不夠充分，也不折斷。

 

為了得到滿意的斷屑效（xiào）果，應按具體加（jiā）工條件，選擇合適的斷屑（xiè）槽寬度。對於（yú）硬度較低的工件材料，槽應選得窄些，反之，槽應選得寬（kuān）些。