談車削加工時(shí)斷屑的影響因素及改進(jìn)措施

蔡方勇

摘 要：在對(duì)塑性材料切削過程中，要掌控好切削的形狀，這樣就會(huì)很大程度的加強(qiáng)生產(chǎn)質(zhì)量，并確保工作人員的安全。那么下面我們就來對(duì)車削加工切削的形態(tài)進(jìn)行分析，然后再利用多年的工作經(jīng)驗(yàn)來制定出解決段屑的方案。

關(guān)鍵詞：切屑形狀；斷屑槽；切削用量

在進(jìn)行車削加工期間，要是在發(fā)生切屑的情況下無法合理的斷屑，那么就很有可能導(dǎo)致工件表面纏繞大量的切屑，這樣就無法確保工件表面的平整度，同時(shí)還會(huì)對(duì)車刀造成很大的破壞，更為嚴(yán)重的是還會(huì)威脅到工作者的安全。所以相關(guān)工作者一定要分析出車削過程中發(fā)生斷屑的原因，然后制定出合理的改進(jìn)措施。

一、車削加工切屑形狀

（一）帶狀切屑

帶狀切屑主要呈現(xiàn)出的是螺旋狀，和前刀面碰觸的內(nèi)表面比較平整，而外表面則以毛茸狀為主，如果要采用放大鏡來進(jìn)行觀測(cè)的話，則能夠看到剪切面條紋。如果切屑過長(zhǎng)，那么就會(huì)降低車削的效果，而且還會(huì)威脅到操作人員的安全，所以一定要采用合理的斷屑措施。

（二）節(jié)狀切屑

切屑具有連續(xù)性，而且節(jié)狀切屑和帶狀切屑相比，區(qū)別在于節(jié)狀切屑外表為鋸齒形態(tài)，而內(nèi)表面存在裂紋。

（三）粒狀切屑

如果對(duì)具有一定塑性的材料進(jìn)行切削的話，那么切屑就很有可能粘在前刀面上，而且很難清理，并還會(huì)產(chǎn)生明顯的變形，此外還會(huì)高過材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)要求，這樣就會(huì)造成切屑無法連續(xù)而形成分散的顆粒狀，從而就構(gòu)成了粒狀切屑。

（四）崩碎狀切屑

在對(duì)脆性材料進(jìn)行切削的過程中，會(huì)出現(xiàn)不均勻的片狀。因?yàn)榇朔N材料不具備良好的塑性，而且強(qiáng)度也較差，所以進(jìn)行切削的過程中，切削刃和前刀面周圍的金屬會(huì)在還沒有出現(xiàn)較大的塑性變形的情況下而受到擠壓，從而就會(huì)出現(xiàn)崩碎切屑。

二、造成斷屑的原因

（一）切屑卷曲以及流向

切屑在順著前刀面流走以后，和外層比起來，它底層的變形程度要更加長(zhǎng)一些，這樣就造成切屑會(huì)在流走的時(shí)候往上卷曲。如果切屑厚度不大的話，切屑就會(huì)薄些，這樣在切削刃的周圍就會(huì)出現(xiàn)卷曲而與前刀面分離；而如果切削深度變大的話，切屑在前刀面中滑動(dòng)的距離就會(huì)增加，之后就會(huì)與前刀面分離。

（二）斷屑的原因

在卷曲切屑流出的時(shí)候，會(huì)由于受到阻力而會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)更大程度的變形，這樣一來就會(huì)造成其內(nèi)應(yīng)力不小于切屑材料的強(qiáng)度，因而導(dǎo)致切屑斷掉。而之所以會(huì)發(fā)生斷屑的情況，主要是因?yàn)椋阂唬行荚诹鞒銎陂g和障礙物接觸后承受不住彎曲力矩而折斷。二，切屑在流出前由于自重而折斷。

三、影響斷屑的因素

（一）斷屑槽

（1）斷屑槽的形狀

主要包括圓弧形、直線圓弧形等。

（2）斷屑槽斜角

斷屑槽的側(cè)面和主切削刃間的夾角被稱作斷屑槽斜角，其主要包括三類：

1. 外斜式屑槽，此斷屑槽前面比較寬，而后面則比較窄。普遍被運(yùn)用到中等切屑深度。斷屑效果極佳。

2. 平行式斷屑槽，它的槽寬前后一致，如果切削深度很大的話，則比較適合采用此類型。而在對(duì)合金鋼進(jìn)行車削期間，若想加大切屑變形，那么最好運(yùn)用外斜式斷屑槽。

3. 內(nèi)斜視斷屑槽，此斷屑槽前面比較窄，但是后面則比較寬，而且沒有較寬的斷屑范圍，普遍會(huì)運(yùn)用到精車當(dāng)中。

（二）切削用量

通過實(shí)際的切削和驗(yàn)證表明：對(duì)切屑能夠造成影響的是切削用量，然后就是切削深度，而不會(huì)造成影響的則是切削速度。

（三）加工工件材料

工件材料會(huì)不會(huì)斷屑，其力學(xué)性能具有決定性影響。切削強(qiáng)度、韌性大且塑性強(qiáng)的金屬材料，比如合金鋼、不銹鋼等則不太可能發(fā)生斷屑的情況；切削強(qiáng)度、韌性低且塑性小的低金屬材料，例如灰鑄鐵、鑄銅等則極容易出現(xiàn)斷屑的情況，這是斷屑難易的內(nèi)因。不過金屬材料的力學(xué)性能并非一層不變，在一些情況下為了能夠完成車削，要給工件材料采取有效的處理，以便讓它的塑性下降。

（四）刀具角度的影響

對(duì)斷屑具有一定影響的還包括主偏角，原因在于主偏角會(huì)對(duì)切屑的厚、寬度造成影響。在確定進(jìn)給量以及切削深度之后，那么主偏角就與切削厚度成正比的關(guān)系，如果切屑具有足夠的寬度，那么切屑就不大可能發(fā)生折斷的情況。反過來，主偏角如果大一些的話，那么就很有可能斷屑。所以，在同樣的切削狀況下，車刀的主偏角最好大一些，這樣就能夠起到較好的斷屑效果。

四、切削用量的介紹

車削用量包含主軸轉(zhuǎn)速、被吃刀量、進(jìn)給速度和用量等。而切削用量的原則和一般的機(jī)械加工比較類似，其中主要包括以下幾個(gè)方面：在確保加工效果以及道具質(zhì)量的基礎(chǔ)上，來全面的展現(xiàn)出機(jī)床性能以及刀具的切削效果，這樣一來就會(huì)節(jié)省加工成本。在選用的過程中要依照機(jī)床的具體運(yùn)用要求，同時(shí)也要查看相關(guān)的手冊(cè)，然后再利用工作者的工作經(jīng)驗(yàn)，這樣就可以對(duì)切削用量進(jìn)行有效的控制。

（一）粗加工時(shí)切削用量的選擇原則

粗加工主要是將加工面中的加工余量進(jìn)行清除，從而讓毛坯的形狀以及尺寸能夠和成品類似。所以，在進(jìn)行粗加工期間要采用最為合理的措施，以便提升工作效率。二這就要做到以下幾個(gè)方面：一，要采用大一些的被吃刀量。二，依照機(jī)床動(dòng)力來盡量采用大進(jìn)給量。三，通過道具的質(zhì)量來確立最為理想的切削速度。

（二）精加工切削用量的選擇原則

精加工主要是確保加工表面能夠符合質(zhì)量規(guī)定。而想要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，那么就要做到：一，要通過粗加工后所構(gòu)成的余量來確立走刀次數(shù)以及背吃刀量；二，通過加工完的工件的具體粗糙度，來確立最小的進(jìn)給量；三，在確保道具質(zhì)量的基礎(chǔ)上，來盡量采用最快的切削速度。

五、如何解決斷屑問題

（一）縮減前角，加大主偏角

前角如果能夠縮減的話，就能夠讓切削變形，也能夠讓車床在必要的情況下斷屑。此方法的原理為：前角縮減會(huì)讓切削力加大，這樣就會(huì)合理的掌控切削用量，不過要只是縮減前角，那么道具就會(huì)遭到破損，更為嚴(yán)重的話還會(huì)發(fā)生“悶車”的狀況，因此要在縮減前角的基礎(chǔ)上，來給主偏角采取調(diào)整，讓其能夠變大一些，從而就能夠增加切削厚度，這樣就可以解決斷屑問題。例如，在相同的加工條件下，90°刀和45°刀比起來更加有可能解決斷屑問題。

（二）加大進(jìn)給量

如果進(jìn)給量變大，那么切屑厚度也會(huì)隨之變大，這樣一來切屑的彎曲應(yīng)力也會(huì)加大，從而得以解決斷屑問題。如果進(jìn)給量小，那么切屑就會(huì)較薄，通常就會(huì)在切削刃的周圍出現(xiàn)卷曲而與前刀面分離，從而就無法接觸到斷屑槽階臺(tái)。就算是進(jìn)行了接觸，那么也會(huì)由于所形成的彎力很小，而無法讓切屑斷掉。

（三）開斷屑槽

切屑槽的形狀以及寬度都會(huì)決定斷屑的效果。斷屑槽的形狀，要通過材料的具體情況來確定，例如在車削碳素鋼、合金鋼的過程中，要運(yùn)用直線式以及直線圓弧形，而其中圓弧半徑值最好控制在0.4W-0.7Wn之間，而Wn代表的是斷屑槽的寬度。另外，斷屑槽的槽底半徑Rn以及前角ro能夠運(yùn)用公式sinr0=Wn/2Rno來運(yùn)算。

【結(jié)束語】

通過以上內(nèi)容我們能夠了解到，在進(jìn)行車削加工期間，造成斷屑的原因、影響斷屑的因素均有很多種，并且存在規(guī)律性。不過每個(gè)因素并非孤立存在，而是具有非常緊密的關(guān)聯(lián)性。所以一定要通過加工工件以及條件，來確立道具的幾何角度以及切削用量，這樣才可以得到理想的斷屑效果。所以在今后的工作中，相關(guān)工作者一定要積極努力，爭(zhēng)取創(chuàng)建出更為理想的斷屑解決方案，從而進(jìn)一步提升切削的質(zhì)量。

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