車削加工中控製斷屑的幾種方法

當加工產生連（lián）綿不斷的（de）帶狀（zhuàng）切屑時，不（bú）僅容易劃傷工件加工表麵和損壞刀刃，嚴重（chóng）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（yè）中極為重要的工藝（yì）問題。

由於切屑是切屑層變形的產物，所以，改變切削加工條件是（shì）改（gǎi）變切屑種（zhǒng）類（lèi）、實（shí）現斷屑的有效（xiào）途徑，而影響切屑加（jiā）工條件的因素主要包括工件（jiàn）材料、刀（dāo）具幾何角度及切屑（xiè）用量等。

一（yī）般切屑（xiè）需要滿足以下（xià）幾個基本條件：

1、切屑不得纏繞在刀具、工（gōng）件及（jí）其相鄰的（de）工具、裝備上；

2、切屑不得飛濺，以保（bǎo）證操作者與觀察（chá）者的（de）安全；

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

4、保證刀具預定的耐用度，不能過早磨損並竭力防止其破損；

5、切屑流出時，不妨礙（ài）切削液的噴注；切（qiē）屑不會劃傷機床導軌或其（qí）他部件等。

一、切屑形（xíng）狀的分類

1、帶狀切屑（xiè）：帶狀切屑（xiè）是一種連綿不斷的，底麵光滑，背麵呈毛（máo）絨狀的切屑。當采用較（jiào）大前角（jiǎo）的刀具，以較高的切削速度加工塑性（xìng）金屬材料時，容易產生這種切屑。它是切削層不充分變形的產物。產生帶狀切屑時，切削過程平穩，工件表麵粗糙度較小，但（dàn）切屑不易折斷，往往引起纏繞，拉毛工件，甚至影響操作，所（suǒ）以不能忽視它的斷屑問題。

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

3、粒狀切屑（xiè）：粒狀切屑是（shì）一種均勻的顆粒狀切屑（xiè）。當采用小前角刀具，以很低的切削（xuē）速度加工塑性金屬材（cái）料時，容易產生這種切屑。它是切（qiē）削層充分變形的產（chǎn）物，達到了材料產生剪（jiǎn）切破壞，使切屑沿厚度斷裂的程度，產（chǎn）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：崩碎狀切屑是一種不（bú）規則的細（xì）粒狀切屑。它是切削脆性（xìng）材料時，切削層（céng）在彈性變形後，幾乎不經塑性變形階段，突然崩裂而形成的切屑（xiè）。形成崩碎狀（zhuàng）切屑時，切（qiē）削工作不穩定，刀（dāo）刃（rèn）上受到較（jiào）大的衝擊力作用，已加工表麵（miàn）粗（cū）糙不平。

由上可知，切屑的種類隨工件（jiàn）材料、切削條件的不同而不同。因此，在加工過程中可（kě）以通過（guò）觀察切屑形態來（lái）判斷切屑條件是否合適，也可以通過轉化切削條件改變切屑形態，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，所以研究（jiū）切屑折斷原理（lǐ）必（bì）須從研究切屑（xiè）變形的規律入手。

切削（xuē）過程中所形成的切屑，由於經（jīng）過（guò）了比較大的塑性變形（xíng），它的硬度將會有所（suǒ）提高，而塑性和韌性則顯著降低，這種現象（xiàng）叫冷（lěng）作（zuò）硬化。經過冷作硬化以後，切屑變（biàn）得硬而（ér）脆，當它受（shòu）到交變的彎曲或衝擊載荷時（shí）就容易折斷。切屑所經受的塑性變形越大，硬脆現象越顯著，折斷也就越容易。在切削難（nán）斷屑的高強度、高（gāo）塑性、高韌性的材料時（shí），應當設法（fǎ）增大切屑的變形，以降低它的塑性和韌性（xìng），便於達到斷屑的（de）目的。

切屑的變形可以由兩部分（fèn）組成：

第一部分是切削過程中（zhōng）所形成（chéng）的，我們稱之為（wéi）基本變形。用平前刀麵車刀自由切削時所測得的切屑變形（xíng），比較接近於基本變形（xíng）的數值。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（dù）三項。前角越小，負倒棱越寬、切削速度越低，則切屑的變（biàn）形越大（dà），越有利於斷屑（xiè）。所以，減小（xiǎo）前角、加（jiā）寬負（fù）倒棱，降低切削速度可作為促進斷屑的措施。

第二部分是切屑在流動（dòng）和卷曲過程中所受的變形，我們稱之為附加變形。因為在大多數情況下，僅有切削過程中的基（jī）本變形還不能使切屑折斷，必須再（zài）增加（jiā）一（yī）次附加（jiā）變形，才能達到硬化和折斷的目的。迫（pò）使切（qiē）屑經受（shòu）附加變形的（de）最簡便的（de）方（fāng）法，就是在前刀麵上磨出（或壓製出）一（yī）定形狀的斷屑槽，迫使切屑流（liú）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（jìn）一步硬化和（hé）脆化，當它碰撞到工件或後（hòu）刀麵上（shàng）時，就很容易被折（shé）斷了。

三、斷屑方法（fǎ）

切屑斷與不斷的根（gēn）本原因在於切屑（xiè）形（xíng）成過程中的變形（xíng）和應力，當切屑處於不穩定的變形狀態或切屑應力達到其強度極限時（shí），就會斷屑，通（tōng）常切屑是卷曲後折斷的。

合（hé）理選擇刀具幾何角度（dù）、切削用量（liàng）、磨斷屑槽是常用的斷屑方法。

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具（jù）幾何角度。減小（xiǎo）前角（jiǎo），加劇切屑變形，易於斷（duàn）屑。由於將前角磨小，會增大（dà）切削力，限製了切削用量的提高，嚴（yán）重時會損壞刀（dāo）具，甚（shèn）至“悶車”，一般不單純（chún）采用減小前角來斷屑。增大主偏角，可增大切削厚度，易於斷屑。例如，同樣條件下90°刀就比45°刀容易斷屑。另外（wài），增大主偏角，有利於減小加工中的振動。所以，增大主偏角是（shì）一種行之有效的（de）斷屑方法。

2、減小切削速度、增大進給量改變切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（qiě）切屑變形不充分，不利於斷屑（xiè）；減小（xiǎo）切削速度，反而（ér）容易斷屑。因此，在車削時，可通過降低主軸轉速，減（jiǎn）小切削速度（dù）來斷屑。增大（dà）進（jìn）給量，可增加切削厚（hòu）度，易於斷屑（xiè）。這是加工（gōng）中常采用的一種斷屑方法（fǎ），不過應當注意，隨著進給量的增大，工件表麵粗糙度值將（jiāng）會明顯增大。

3、開設斷屑槽：斷屑槽（cáo），是（shì）指在刀具前刀麵上（shàng）做出的槽。斷（duàn）屑（xiè）槽的形（xíng）狀（zhuàng）、寬度（dù）及槽斜角都是影響斷屑的因素。

1）斷屑槽的形狀（zhuàng）

常（cháng）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（gāng）、合金鋼、工具鋼時，可選用折線形（xíng）、直線圓弧形（xíng）、斷屑槽；切削高塑性材料工件時，例如純銅、不鏽鋼工件等，可（kě）選用全圓弧形斷屑槽。

2）斷屑槽的寬度

斷屑（xiè）槽的寬度對斷屑的影響很大。一般來（lái）講，槽寬越小，切屑的卷曲（qǔ）半（bàn）徑越（yuè）小，切屑上的彎曲應力越大，越易（yì）折斷（duàn）。所以，采用較小的斷屑槽寬對（duì）斷屑（xiè）有利。但（dàn）斷屑槽寬（kuān）度必須與進給量切削深度ɑp聯係起來（lái）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。如卷屑槽太窄，易產生堵屑現（xiàn）象，而使車（chē）刀負荷增加，甚至損壞（huài）切削刃；若卷（juàn）屑槽太寬（kuān），切削卷曲半徑太大，則切削變形不夠，不易折斷，往往不流經槽底而形（xíng）成不（bú）斷的帶狀切屑。

切（qiē）屑槽的寬度也應與切削深度相適當，否則當槽太窄時，顯得（dé）切（qiē）屑寬，不易在槽中（zhōng）卷曲，往往切屑不流（liú）經槽底而（ér）形成帶狀切屑。當槽太寬時，又顯得切（qiē）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（àn）具體加工（gōng）條件，選擇合適的斷屑槽寬度。對於硬度（dù）較低的工（gōng）件材料（liào），槽應選得窄些，反之，槽應選得寬些。