​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（zhuàng）切（qiē）屑時，不僅容易劃傷工件加工表麵和損壞刀刃（rèn），嚴重時還會威脅到操作者的（de）安（ān）全，所以采取必要的工藝措施，控製（zhì）屑型和斷屑一直是機械加工行業中極為（wéi）重要的工（gōng）藝問題。

 

由於切屑是切（qiē）屑（xiè）層變形的產物，所（suǒ）以，改（gǎi）變切削加工條件是改變（biàn）切屑種類、實現斷屑的有效途徑，而影響切屑加工條件的因素主要（yào）包括工件材料、刀具幾何角（jiǎo）度及切屑用量等。

 

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（jù）、工件及其相鄰（lín）的工具（jù）、裝備上；

 

2、切屑不得飛濺，以保證操作者與觀察者的（de）安（ān）全（quán）；

 

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

 

4、保證刀（dāo）具預定（dìng）的耐用度，不能過早（zǎo）磨損並竭力防止其破損；

 

5、切屑流出時，不妨礙切削液的（de）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（dài）狀切屑：帶狀切屑是（shì）一種（zhǒng）連綿不斷的，底麵光滑，背麵呈毛絨狀的切屑。當采用較大（dà）前角的刀具，以較高的切削（xuē）速度（dù）加工塑性金屬材料時，容易產生這種切屑。它是切（qiē）削層不充分變形的產物。產生帶狀切屑時（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（yī）種底麵光（guāng）滑，背麵有明顯裂紋，且裂紋較深的切屑。當采用減（jiǎn）小前角的刀具，以（yǐ）較低的切削速度加工塑性材料時，容易產生（shēng）這種切屑。它是切屑層較充分變形的產物（wù），已（yǐ）達到了剪裂程度，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：粒狀切屑是一種均勻的顆粒（lì）狀切屑。當采用小前角刀具，以很低的切削速度加工塑性金屬材（cái）料時，容（róng）易產生這種（zhǒng）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，使切屑沿厚度斷裂的程度，產生（shēng）粒狀切屑時，切削工作不（bú）平穩，工件表麵粗糙度（dù）較大。

 

4、崩碎切屑：崩碎狀切屑是（shì）一（yī）種不規則的細粒狀切（qiē）屑。它是切（qiē）削脆性材料時（shí），切削（xuē）層在彈性變形後，幾乎不經塑性變形階段，突然崩裂而形成的切屑。形成崩碎狀切屑時，切（qiē）削工作不穩定，刀刃上受（shòu）到較大的衝擊（jī）力作用（yòng），已加（jiā）工表（biǎo）麵粗糙不（bú）平。

 

由上（shàng）可知，切屑的種類隨工件材料、切削條件的不同而不同。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是否合適，也可以通過轉（zhuǎn）化切削（xuē）條件改變切屑（xiè）形態，使之向著有（yǒu）利於生產的方（fāng）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（xì），所（suǒ）以研究切屑折斷原理必（bì）須從研究切屑變形的規律入手。

 

切削過程中（zhōng）所形成的切屑（xiè），由於經過了比較大的塑性變形，它的硬度將會有所提高，而（ér）塑性和韌性則顯著降低，這種現象叫冷作硬化。經過（guò）冷作硬化以後（hòu），切屑變得硬而脆，當它受到交變（biàn）的彎曲（qǔ）或衝擊載（zǎi）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（zhe），折斷也就越容易。在切削難斷屑的高強度、高塑性、高韌性的（de）材（cái）料時，應當設法增大切屑的變形，以降低它的塑性（xìng）和韌性，便（biàn）於達到斷屑的目的。

 

切（qiē）屑的變形可以由兩部分組成：

 

第一部（bù）分是（shì）切削過程中所形成的，我們稱之為基本變形。用平前刀麵車刀自由切（qiē）削時所測得的切（qiē）屑（xiè）變形，比較接近於基本變形的數值（zhí）。影響（xiǎng）基本變形的主要因素有刀具前角（jiǎo）、負倒（dǎo）棱（léng）、切削速度三項。前角越小，負倒（dǎo）棱越寬、切削速度越低（dī），則切屑（xiè）的變（biàn）形越大，越有利於斷屑。所（suǒ）以，減小前（qián）角、加寬（kuān）負倒棱，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和卷曲過程中所受的變形，我們稱之為附加變（biàn）形。因為在大（dà）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（shé）斷，必須再增（zēng）加一次附加變形，才能達到硬（yìng）化和折斷的目的。迫使切屑經受附（fù）加變形的最簡便的方法，就（jiù）是在前刀麵上磨出（或壓製出）一（yī）定形狀的斷屑（xiè）槽（cáo），迫使切屑流入斷屑槽時再卷（juàn）曲變形。切（qiē）屑經受（shòu）附加的（de）再卷曲變形以（yǐ）後，進一步硬化和脆化，當它碰撞到工件或後刀麵上（shàng）時，就很容易被折斷了。

 

三、斷屑方（fāng）法

 

切屑斷與不斷的根（gēn）本原因在於切屑形成過程中的變形和應力，當切屑處於（yú）不穩定的變形狀（zhuàng）態或切屑應（yīng）力達到其強度極限時，就會斷屑，通常切屑是卷（juàn）曲後折斷的。

 

合理選擇（zé）刀具幾（jǐ）何角度、切削用量、磨斷屑槽是常用的（de）斷（duàn）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幾何角度。減小前角，加劇切屑變（biàn）形，易於斷屑。由於將前角磨小，會增大切削（xuē）力，限製了切（qiē）削用量的提（tí）高，嚴重時會（huì）損壞刀具，甚至“悶車”，一般不單純采用減小前角來斷屑。增大主偏角，可增大（dà）切削厚度，易於斷屑。例如（rú），同（tóng）樣條件下90°刀（dāo）就比45°刀容易斷屑。另外（wài），增大主偏角（jiǎo），有利於減小加工中（zhōng）的振動。所以，增大主偏角是一種行之有效的斷屑方法。

 

2、減小切削速度、增大進給量改變（biàn）切削用量是斷屑（xiè）的另一措（cuò）施。增大切削速度，切屑底層金屬變軟且切屑（xiè）變形（xíng）不充分（fèn），不利（lì）於斷屑；減小切削速（sù）度，反而容易斷屑。因此，在車削時（shí），可通過（guò）降（jiàng）低主軸轉速，減小切削速度來（lái）斷屑。增大進給量，可增加切削厚度，易於斷（duàn）屑。這是加（jiā）工中常采用的一種斷屑方法，不過應當注意，隨著進給量的增大，工（gōng）件表麵粗糙度值（zhí）將會明顯增大。

 

3、開設斷屑槽：斷屑槽，是指在刀具前刀麵上做出的槽。斷屑槽的形狀、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（cáo）有折線形、直線圓弧形（xíng）、全圓弧形3種槽型（xíng）。

 

 

 

在（zài）切削碳素鋼、合金鋼、工具鋼時，可（kě）選用折線形、直線圓弧形、斷屑槽；切削高塑性材料工件時（shí），例如純銅、不鏽（xiù）鋼工件等，可選用全圓弧形斷屑槽。

 

2）斷屑槽的寬度

 

斷（duàn）屑槽的寬度對斷屑的影響很大。一般來講，槽寬（kuān）越小，切屑的卷曲半（bàn）徑越（yuè）小，切屑上的彎曲應力越大，越（yuè）易折斷。所以，采用較小的斷屑槽寬（kuān）對斷屑有利。但斷屑槽寬度必須與進給量切削深度ɑp聯（lián）係起來考慮。

 

若斷屑（xiè）槽寬度與進給量基（jī）本合適，則可形成（chéng）C形切（qiē）屑。如卷屑槽太（tài）窄，易產生堵屑現象，而使車刀負荷增加，甚至損壞切削刃；若卷屑槽太寬，切削卷曲（qǔ）半徑太大，則切（qiē）削變形（xíng）不夠，不易折斷，往往不（bú）流（liú）經槽底（dǐ）而形成不斷的帶狀切屑。

 

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（xiǎn）得切屑寬，不易在槽中卷（juàn）曲，往往切屑不流經槽底而形成帶狀切屑。當（dāng）槽太寬時（shí），又顯得切屑（xiè）窄，流動較自由，變形不夠充分，也不折斷。

 

為了得到滿意的斷屑效果，應按具體加工條件，選擇合適的斷屑槽寬度。對於硬（yìng）度（dù）較低的工件材（cái）料，槽應選得窄些，反之，槽（cáo）應選得寬些。