​車削加工中控製斷屑的幾種方法

　　


當（dāng）加工產生連綿不斷的帶狀切（qiē）屑時，不僅容易劃傷工件加工（gōng）表麵和損壞刀刃，嚴重時還會威脅到（dào）操作者的安全，所（suǒ）以采取必要的工（gōng）藝措施，控（kòng）製屑（xiè）型和斷屑（xiè）一直（zhí）是機（jī）械加工行（háng）業中極為重要的工藝問題。

 

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

 

一般切屑需（xū）要滿足（zú）以下幾個基本條件：

 

1、切屑不得纏繞在刀具（jù）、工件及其相鄰的工（gōng）具、裝備上；

 

2、切屑不得飛（fēi）濺（jiàn），以保證（zhèng）操作（zuò）者與觀（guān）察（chá）者（zhě）的安全；

 

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

 

4、保證（zhèng）刀具預定的（de）耐用度，不能過早磨損並竭力防（fáng）止其破損（sǔn）；

 

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

 

一、切屑形狀的分（fèn）類

 

 

1、帶（dài）狀切屑：帶狀切屑是一種連綿不斷的，底麵光滑，背麵呈（chéng）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（shí），容易產生這種切屑。它是切削層不充分變（biàn）形的產物。產生帶狀切屑時，切削過程平穩，工件表麵粗（cū）糙度較小，但切（qiē）屑不易折斷，往往引起纏繞，拉毛工件，甚至影響操作，所以（yǐ）不能忽視它的斷屑問題。

 

2、節狀切屑：節狀切屑是（shì）一種底麵光（guāng）滑，背（bèi）麵（miàn）有明顯裂紋，且裂紋較（jiào）深（shēn）的切屑。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（shí），容（róng）易產生這種切屑。它是（shì）切屑層較充分變形的產物，已達到了（le）剪裂程度，產生節狀切屑時，切屑工作不平穩，工件表麵粗糙度較大。

 

3、粒狀（zhuàng）切屑：粒狀切屑（xiè）是一種均勻（yún）的顆粒（lì）狀切屑。當（dāng）采用小前角刀具，以很低的切削速度加工（gōng）塑性金屬（shǔ）材料時，容易產生這種切屑。它是切削層充分變形的產物，達（dá）到了材料產生（shēng）剪切破壞，使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（cāo）度較大。

 

4、崩碎切屑：崩碎狀切（qiē）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（xìng）變形後，幾乎不經（jīng）塑性變形階段，突然崩裂而形成的切屑。形成崩碎狀切屑時，切削工作不（bú）穩定，刀刃上受到較（jiào）大的衝擊（jī）力（lì）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、切削條件的不同而不同。因此，在加工過程中可以通過觀察切屑形（xíng）態來判斷切屑條件是否合適，也可以（yǐ）通過轉化切削條件改（gǎi）變切屑形（xíng）態，使之向著有利（lì）於生產的方向轉化（huà）。

 

二、切屑折斷的（de）原理

 

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

 

切削過程中所形成的切屑（xiè），由於經過了比較大的塑性變形，它的硬（yìng）度（dù）將會有所提（tí）高，而塑性和韌性則顯（xiǎn）著降低，這（zhè）種現象叫冷作硬（yìng）化。經過冷作硬化（huà）以後，切屑變得硬而脆，當它受到交（jiāo）變的彎（wān）曲（qǔ）或衝擊載荷時就容易折斷。切（qiē）屑所經受的塑性變形越大，硬脆現象（xiàng）越顯著，折斷也就越容易。在切削（xuē）難斷屑的高強度、高塑性、高（gāo）韌性的材料時（shí），應當設法增大切屑的變形，以降低它的（de）塑（sù）性和（hé）韌性，便於達到斷屑的目的。

 

切（qiē）屑的變形可以由兩部分組（zǔ）成：

 

第一部分（fèn）是切削過程中所（suǒ）形成（chéng）的，我（wǒ）們稱（chēng）之為基本變形。用平前刀麵（miàn）車刀（dāo）自由切削時所測得的（de）切屑變形，比較接（jiē）近於基本（běn）變形（xíng）的數值。影響（xiǎng）基本變形的主要因素有刀具前角、負倒棱、切削速度三項。前角越小，負倒棱越寬、切削速度越低（dī），則切屑的變形（xíng）越大，越有利於斷屑。所以，減（jiǎn）小前（qián）角、加寬負倒棱，降低切削（xuē）速度可作為促進（jìn）斷屑的措施。

 

第二部分是切（qiē）屑在流動和卷曲過程中所受的（de）變形，我們稱之為附加變形。因為在大多數情況下（xià），僅有（yǒu）切削過程中的（de）基本變形還不能使切屑折斷，必須再增加一次附加變形，才（cái）能達到硬化和折斷的目的。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，迫使切屑流入斷屑槽（cáo）時再卷曲變形。切屑經（jīng）受附加的再卷曲變（biàn）形以（yǐ）後（hòu），進一步硬化和脆化，當它碰撞到工件或後刀麵上時，就很容易被折斷了。

 

三、斷屑方法

 

切屑（xiè）斷與不斷的根本原因在於切屑形成過程中（zhōng）的變形（xíng）和（hé）應力，當切屑處於不（bú）穩定的（de）變形（xíng）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（shé）斷的。

 

合理選擇刀具幾何角度、切削（xuē）用量、磨斷屑槽是常用的（de）斷屑方（fāng）法。

 

1、減（jiǎn）小前角、增（zēng）大主偏角：前角和主偏角（jiǎo）是對斷屑影響較大的刀（dāo）具幾何角度。減小前角，加劇切（qiē）屑變形，易於斷屑。由於將前角（jiǎo）磨小，會增大切削力，限製了切削用量的提高（gāo），嚴重時會損（sǔn）壞刀具，甚至（zhì）“悶車”，一般（bān）不單純采（cǎi）用減小前角來斷屑。增大主偏角，可增大切削厚度，易（yì）於斷屑。例如，同樣條件下90°刀就比（bǐ）45°刀容易（yì）斷（duàn）屑。另外（wài），增大主偏角，有利於減小加工中的振動。所以，增大主偏角是一種行之有效的斷屑方法（fǎ）。

 

2、減小切（qiē）削速度、增大進（jìn）給量改（gǎi）變切削用（yòng）量是斷屑（xiè）的另一措施。增大切削速度，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（yì）斷屑。因此，在車削時，可通過降低主軸轉速，減小切削（xuē）速度來斷（duàn）屑。增大進給（gěi）量，可增加切削厚度，易於斷屑。這是加工中常（cháng）采用的一（yī）種斷屑（xiè）方法，不過應當注意，隨（suí）著進給量的增大，工件表麵粗（cū）糙度值將會明顯增大。

 

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（jí）槽斜角都是影響（xiǎng）斷屑的因素。

 

1）斷（duàn）屑槽的形狀（zhuàng）

 

常用的斷屑槽有（yǒu）折線形、直線圓弧形、全（quán）圓弧形3種槽型。

 

 

 

在切削碳素鋼、合金鋼、工具（jù）鋼時，可選用折線（xiàn）形、直（zhí）線圓弧形、斷屑（xiè）槽；切削高塑性材料工件時，例如純銅、不鏽鋼工件等，可選用全圓弧形斷屑槽。

 

2）斷屑槽的寬度

 

斷屑槽的寬度對（duì）斷屑的影（yǐng）響很大（dà）。一般來講，槽寬越小，切屑（xiè）的（de）卷曲半徑越小，切屑上的彎曲應力越大，越易折斷。所以，采用較小的斷屑槽寬對斷屑（xiè）有利。但（dàn）斷屑槽寬度必（bì）須與進給（gěi）量切削深度ɑp聯係起來考慮。

 

若斷屑槽寬（kuān）度與進給量基本合適，則可形成C形切屑。如卷屑槽太窄，易產生堵屑現象，而使車刀負荷增加，甚至損壞切（qiē）削刃；若卷屑槽太寬，切削（xuē）卷曲半徑太大，則切削變形不夠（gòu），不易折斷，往往不流經槽底而（ér）形成不斷（duàn）的帶狀切屑。

 

切屑槽的寬度也應（yīng）與切削深度相適當，否則當槽（cáo）太窄時，顯得切屑寬，不易在槽中卷（juàn）曲，往往（wǎng）切屑不流（liú）經槽底而形成（chéng）帶狀切屑。當槽太寬（kuān）時，又（yòu）顯得（dé）切屑窄，流動較自由，變形不夠充分（fèn），也不折斷。

 

為（wéi）了（le）得到滿意（yì）的斷屑效果，應按具（jù）體（tǐ）加工條件，選擇合適的斷屑槽寬度。對於硬度較低的工件材料（liào），槽應選得窄些，反之，槽（cáo）應選得寬些。