車削過程中影響斷屑的因素及改進措施

鶴壁市機電信息工程學(xué)校（河南 458030)陳金堂

在車削零件過程中，如果不能及時斷屑，切屑容易纏繞在工件表面上，使切屑亂飛，從而把工件表面拉毛，影響表面粗糙度和加工精度，甚至損壞刀具，更嚴重者會發(fā)生人身安全事故，其后果不堪設(shè)想。因此，操作者需時常停下車床來及時清理切屑。所以說，斷屑在車削生產(chǎn)中是一個很重要的問題，應(yīng)給予足夠的關(guān)注與重視。

影響斷屑的因素很多，主要有斷屑槽、切削用量、刀具角度和加工工件材料4個方面。

1.斷屑槽的影響

(1)斷屑槽形狀的影響 斷屑槽的形狀一般有直線圓弧型、直線型、圓弧型三種。

直線圓弧型斷屑槽由一段直線和一段圓弧組成，直線部分構(gòu)成車刀的前刀面，槽底圓弧半徑影響切屑的變形和彎曲。半徑小時，切屑半徑小、變形大，易折斷。反之，半徑大時，不易折斷。

直線型斷屑槽由兩段直線組成，兩段直線的夾角具有圓弧作用，夾角小則切屑半徑小，變形大，易斷屑。反之，則不易斷屑。

圓弧型斷屑槽是指斷屑槽的形狀是圓弧，半徑小時切屑半徑小，變形大，易折斷。反之，則不易折斷。

(2)斷屑槽寬度的影響 斷屑槽的寬度對斷屑影響較大，當(dāng)斷屑槽寬度較小時，切屑上的彎曲應(yīng)力大，容易折斷。但是，為了使切屑折斷，切屑槽的寬度應(yīng)和吃刀量相適應(yīng)，如果吃刀量較大，則斷屑槽應(yīng)稍寬，當(dāng)斷屑槽較窄時，不易在槽中彎曲，而形成帶狀切屑流出。切屑槽較寬時，切屑流出比較自由，變形較小，不易折斷。所以，應(yīng)根據(jù)切削深度來選擇合適的切削槽寬度。

(3)斷屑槽斜角的影響 斷屑槽斜角有外斜式、平行式、內(nèi)斜式三種。

外斜式斷屑槽形狀前寬后窄，前深后淺，因在工件外圓切屑速度最高，切屑槽最窄，切屑最先彎曲，則彎曲半徑小，變形大，切屑容易碰到車刀后面折斷，所以，該切屑槽較理想。

平行式斷屑槽是指切削刀刃和斷屑槽平行，槽寬前后一樣，槽深前后一樣，該斷屑槽斷屑效果不如外斜式，需加大進給量才能達到斷屑的效果。

內(nèi)斜式斷屑槽形狀前窄后寬，前淺后深，在工件外圓處，切屑槽最寬，在刀尖處最窄，由于斷屑槽后面又寬又深，切屑會流向車刀后面，碰到槽壁彎曲，沿著切屑槽形成螺旋狀流向切屑槽深處，到一定長度后靠自身重量而折斷或靠離心力摔斷，所以，該斷屑槽也是一種理想的斷屑槽，但切削深度不易太大。

2.切削用量的影響

在切削三要素中，影響最大的是進給量，其次是切削深度，最后是切削速度。

(1)進給量的影響 當(dāng)進給量較大時，切屑較厚，彎曲應(yīng)力也較大，使切屑容易折斷。進給量較小時，切屑較薄，在切削刃附近彎曲，碰不到切屑槽臺階，彎曲應(yīng)力較小，不易折斷。

(2)切削深度的影響 切削深度對切屑斷屑影響不大，但是，切削深度小時比切削深度大時斷屑效果稍好。

(3)切削速度的影響 切削速度對切屑斷屑影響最小，切削速度較低時比切削速度高時易斷屑，因切削速度低時，塑性變形小，易折斷。

3.刀具角度的影響

在刀具角度中，影響最大的是主偏角。因主偏角大小影響切削寬度，當(dāng)吃刀量一定的情況下，主偏角越小，切屑越寬，切屑越不容易折斷。反之，主偏角越大，切屑越窄，越容易斷屑。

4.加工工件材料的影響

當(dāng)加工的工件材料為強度較高、塑性較大和韌性較高的金屬材料時則不易斷屑。

當(dāng)加工的工件材料為強度較低、塑性較小和韌性較低的金屬材料時則容易斷屑。

5.改進措施

(1)斷屑槽形狀選擇 如車削碳素鋼、合金鋼、工具鋼，則宜采用直線型或直線圓弧型，圓弧半徑取 (0.4～0.7)Wn，Wn為斷屑槽寬。如車削不銹鋼、黃銅等高塑性材料時，則宜采用圓弧形斷屑槽，前角取25°～30°，斷屑槽寬Wn、槽底圓弧半徑Rn和前角之間的關(guān)系可用下式計算:sinγ=Wn/2Rn。

(2)斷屑槽寬度選擇 如表1所示數(shù)據(jù)供參考。

表1

(3)斷屑槽斜角選擇 外斜式斷屑槽和平行式斷屑槽適合進行粗加工切削，但平行式斷屑槽需提高進給量才能達到斷屑的目的。內(nèi)斜式斷屑槽切削深度一般不大，適合于精加工。如表2所示數(shù)據(jù)供參考。

表2

(4)切削用量選擇 要達到斷屑的目的，主要應(yīng)加大進給量，切削深度和切削速度對斷屑的影響不大。

(5)工件材料選擇 要達到斷屑的目的，應(yīng)選擇強度低、塑性小和韌性低的金屬材料，反之，不易斷屑。

6.結(jié)語

在車削生產(chǎn)實踐中，要達到斷屑的目的，必須深刻了解影響斷屑的因素，綜合考慮影響斷屑因素的關(guān)聯(lián)性，根據(jù)實際的工件材料，選擇合理的車刀幾何角度，切屑槽形狀、寬度、斜角和合理的切削用量等，才能達到好的排屑、斷屑效果，進而保證工件的加工精度與質(zhì)量。