​車削加工中控製斷屑的幾種方法

　　


當加工（gōng）產生連綿（mián）不斷的帶狀切屑時，不僅容（róng）易劃傷工件加工表麵和損壞刀刃，嚴重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（zhí）是機械（xiè）加工行（háng）業中極為重要的工藝問題。

 

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

 

一般切（qiē）屑需要滿足以下幾個基本條件：

 

1、切屑不得纏繞在刀具、工（gōng）件及其相鄰的工具、裝備上；

 

2、切屑不得飛濺（jiàn），以保證操作者與觀察者的安全；

 

3、精加工時（shí），切屑不可劃傷（shāng）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（nài）用度，不能過早磨損並（bìng）竭力防止其破損；

 

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他部件等。

 

一（yī）、切屑形狀的分類（lèi）

 

 

1、帶狀（zhuàng）切屑（xiè）：帶狀切屑是（shì）一種連（lián）綿不斷的，底麵光滑，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）削速度加工塑性金屬材料時，容（róng）易產生這種切屑。它是切削層不充（chōng）分變形的產物。產生（shēng）帶狀切屑時，切削過程平穩，工件表麵粗糙度（dù）較小，但切屑不易（yì）折斷，往往引起纏繞，拉毛工件，甚至影響操作（zuò），所以不能忽視它的斷屑問題（tí）。

 

2、節狀切屑：節狀切屑（xiè）是一種底麵光滑，背麵有明顯（xiǎn）裂紋（wén），且裂紋較深的切屑。當采用（yòng）減小前角的刀（dāo）具，以較低的切削（xuē）速度（dù）加工塑性材（cái）料時，容易產生這種切屑。它是切屑層較充分變（biàn）形的產物，已達到了剪裂程度，產生節狀切屑時（shí），切屑工作（zuò）不平穩，工件表麵粗糙度較大。

 

3、粒狀切屑：粒狀切屑是一種均勻的顆粒狀切屑。當采用小前角刀具，以很低的切削速度加工塑（sù）性金屬材料時（shí），容易產生這種切（qiē）屑。它是切削層充（chōng）分變形的產（chǎn）物，達到了材料（liào）產生剪切破（pò）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，工件表麵粗糙度（dù）較大。

 

4、崩碎切屑：崩碎狀切屑是一種不規則的細（xì）粒狀切（qiē）屑。它是切削脆性材料時，切削層在彈性變形後，幾乎不經塑性變形階段，突然崩裂而形成（chéng）的切屑。形（xíng）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（bú）平。

 

由上可知，切屑的種（zhǒng）類隨（suí）工件材料（liào）、切削條件的不同而不同。因此，在加工過程中可以通過觀（guān）察切屑（xiè）形態來判斷切屑條件（jiàn）是否合適，也可以（yǐ）通過轉化（huà）切削條件改變切屑形態，使之向著有利於生產的（de）方向轉化。

 

二、切屑折斷的原理

 

金屬切削過程（chéng）中（zhōng），切屑是否（fǒu）容易折斷，與（yǔ）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（xiè）變形（xíng）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塑性變形，它的硬（yìng）度將會有所提高，而塑性和韌性則（zé）顯著降低，這種現象叫冷作硬化。經過（guò）冷作硬化以後，切屑變得硬而脆，當它受到（dào）交變的彎曲或衝擊載荷時就容易折斷。切屑所（suǒ）經受的塑性變（biàn）形越大，硬脆現象越顯著，折斷也（yě）就越容易。在切削難斷屑的高強度、高塑性、高（gāo）韌性的（de）材料時，應當設法增大切屑的變形，以降低（dī）它（tā）的塑性和韌性，便（biàn）於達到斷屑的目的。

 

切屑的變形可以（yǐ）由（yóu）兩部分組成（chéng）：

 

第一部分是切削（xuē）過程中所形成的，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，比較接近於（yú）基本變形（xíng）的（de）數值。影響基本變形的主（zhǔ）要（yào）因素有刀具前角、負倒棱、切削速度三項。前角越小，負倒棱越寬、切削速度越低，則切（qiē）屑的變形越大，越有利於斷屑。所以，減（jiǎn）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。

 

第二部分是切屑在（zài）流動和卷曲過程中（zhōng）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屑（xiè）折斷，必須再增加一次附加變形，才能（néng）達（dá）到硬化和折斷的目的。迫使切屑經受附加（jiā）變形的（de）最簡便的方法，就是在前刀（dāo）麵上磨出（或壓製出）一定形狀的斷屑槽，迫使切屑（xiè）流入斷屑槽時再卷曲變形。切屑經受附加的再卷曲變形（xíng）以（yǐ）後，進一步硬化和脆化（huà），當它碰撞到（dào）工件或後刀麵上（shàng）時（shí），就很容易被折斷了。

 

三、斷屑方法

 

切屑斷與不斷的根本原因（yīn）在於切屑形成過程中的變形和應力，當切屑處於不穩定的變形狀態或切屑應力達到其強度（dù）極限時，就會斷屑，通常（cháng）切（qiē）屑是卷曲後折斷的。

 

合理選擇刀具（jù）幾何角度、切削用量、磨斷屑（xiè）槽是常用的斷屑（xiè）方法。

 

1、減小前角、增大主偏角：前角和主偏角是（shì）對斷（duàn）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。由於將（jiāng）前（qián）角磨（mó）小，會（huì）增大切削力，限（xiàn）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（chún）采用減小前角來斷屑。增大主（zhǔ）偏角，可增（zēng）大切（qiē）削厚度（dù），易於斷屑。例如（rú），同樣條件下90°刀就比45°刀容易斷屑。另外，增大（dà）主偏角，有（yǒu）利於減小加工中（zhōng）的振動。所以，增大主偏角是一種（zhǒng）行之有效的斷（duàn）屑方法。

 

2、減小切削速度、增大進給（gěi）量改（gǎi）變切削用量是斷屑的另一措施。增大切（qiē）削速（sù）度，切屑底層金屬變軟且切屑變形不（bú）充分，不（bú）利於斷屑；減小切削速度，反而容（róng）易斷屑。因此，在車削（xuē）時，可通過降低主軸轉速，減小切削（xuē）速度（dù）來斷屑。增大進給量，可增加切削厚度，易於（yú）斷屑。這是加工中常采用的一種斷屑方法，不過應當注意，隨（suí）著進（jìn）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，是指（zhǐ）在刀具前刀（dāo）麵上做出的槽。斷屑槽的形狀、寬度及（jí）槽斜（xié）角都是影響斷屑的（de）因（yīn）素。

 

1）斷屑槽的形狀

 

常用的斷屑槽有折（shé）線形、直（zhí）線圓弧形、全圓弧形3種槽型（xíng）。

 

 

 

在切削碳素鋼、合金鋼、工具（jù）鋼（gāng）時，可選用折線（xiàn）形、直線圓（yuán）弧形、斷屑槽；切削高塑性材料工件時，例（lì）如純銅、不鏽鋼工件（jiàn）等，可選用全圓弧形斷屑槽。

 

2）斷（duàn）屑槽（cáo）的寬度

 

斷屑槽（cáo）的寬度對斷屑的影響很（hěn）大。一般來講，槽寬越小，切屑（xiè）的卷曲半徑越小，切（qiē）屑上（shàng）的彎曲應力越大，越易折斷。所以，采用較小的斷屑槽寬對斷屑有（yǒu）利。但斷（duàn）屑（xiè）槽寬度必須與進給量切削深度（dù）ɑp聯係起來考慮。

 

若斷（duàn）屑槽寬（kuān）度與進給（gěi）量基本合適，則可形成C形切屑。如卷屑槽太窄（zhǎi），易產生堵屑現象（xiàng），而（ér）使（shǐ）車刀負荷（hé）增加，甚至損壞切削刃（rèn）；若卷屑槽（cáo）太寬，切削卷（juàn）曲半徑太大，則（zé）切削變（biàn）形不夠（gòu），不易（yì）折斷，往往不流經槽底而（ér）形成不斷的帶狀切屑。

 

切屑槽的寬度也應與切削深度相適當，否則當槽太窄時，顯得切屑寬，不（bú）易在槽中卷曲（qǔ），往往切屑不流經槽底而形成（chéng）帶（dài）狀切屑。當槽太寬時（shí），又顯得（dé）切屑窄，流動較（jiào）自由，變形不夠充（chōng）分，也不折斷。

 

為了得到滿意的斷屑效果（guǒ），應按具體加工條（tiáo）件，選擇合（hé）適的斷屑槽寬（kuān）度。對於硬度較低的（de）工件（jiàn）材料（liào），槽應選得窄些，反之，槽應選得（dé）寬些。