车削加工切屑形状分析及合理断屑方法

李萍

摘 要：车削加工过程中产生连续不断的带状切屑，不仅容易划伤工件的加工表面、损坏刀刃，严重时还会影响安全生产。本文探讨通过采取一定的工艺方法来改变切削加工的条件，从而改变切屑种类实现有效断屑的方法。

关键词：车削加工？切削形状？分析？断屑？方法

一、切屑形状分析

在切削时由于材料塑性变形程度的不同，就会产生不同形状的切屑。加工塑性材料时，主要形成带状切屑、节状切屑或粒状切屑；加工脆性材料时，一般形成崩碎状切屑。

带状切屑是一种连续不断的、底面光滑且背面呈毛刺状的切屑，当采用具有较大前角的刀具以较高的切削速度加工塑性金属材料时，易产生这种切屑。它是切削层未充分变形的产物。在产生带状切屑时，由于切削过程比较平稳，工件已加工表面粗糙度较小，使切屑不易折断，这样往往会引起缠绕，因此拉毛工件，甚至影响车削。

节状切屑是一种底面光滑、背面有明显裂纹且裂纹较深的切屑。当采用具有减小前角的刀具，以较低的切削速度加工塑性金属材料时，易产生这种切屑。它是切屑层较为充分变形的产物，已达到剪裂程度。在产生节状切屑时，切屑工作不平稳，工件已加工表面粗糙度较大。

粒状切屑是一种均匀的颗粒状切屑。当使用具有较小前角的刀具，以很低的切削速度加工塑性金属材料时，易产生这种切屑。它是切削层充分变形的产物，其材料已产生剪切破坏，已使切屑沿厚度断裂。在产生粒状切屑时，切削工作不平稳，工件已加工表面粗糙度大。

崩碎状切屑是一种不规则的细粒状切屑。它是在切削脆性材料时，切削层弹性变形，几乎不经过塑性变形阶段，经突然崩裂而产生的切屑。在产生崩碎状切屑时，切削工作不稳定，刀刃受到较大的冲击力，工件已加工表面粗糙不平。

切屑的形状随工件材料和切削条件的不同而不同。因此，在加工过程中，我们可以通过观察切屑的形状来判断切屑条件是否合適，也可以通过转化切削条件改变切屑的形状，改进加工方法。

二、断屑方法

切屑断与不断的根本原因在于切屑形成过程中材料的变形和所受应力的大小。在切削加工中，合理选择刀具的几何角度、切削用量和合理磨制断屑槽为常用的断屑方法。

1.减小前角，增大主偏角

减小前角，可加剧切屑变形，易于断屑。由于将前角减小会增大切削力，限制了切削用量的提高，严重时会损坏刀具，甚至出现“闷车”，所以我们一般不单纯采用减小前角来断屑的方法。增大主偏角，可增大切削厚度，易于断屑。例如，同样条件下90°刀就比45°刀容易断屑。而且增大主偏角，还有利于减小加工中的振动。

2.减小切削速度，增大进给量

若增大切削速度，可使切屑底层金属变软且切屑变形不充分，因此不利于断屑；若减小切削速度，反而容易断屑。增大进给量，可增加切削厚度，易于断屑。但随着进给量的增大，工件表面粗糙度值将会明显增大。

有时，当吃刀量深时并不断屑，当吃刀量稍浅时反而能断屑。这是因为当背吃刀量增加时，切削宽度随之增大，薄而宽的切屑变形和应力都较小，不易折断。当背吃刀量较浅时，切屑变得短而厚，变形和应力增大，就容易折断。但是如果背吃刀量过小，切屑的截面积和应力随之减小，也不易断屑。

3.开断屑槽

断屑槽是指在刀具前刀面上做出的槽。断屑槽的形状、宽度及槽斜角都是影响断屑的因素。

（1）断屑槽的形状。常用的断屑槽有折线形、直线圆弧形、全圆弧形三种槽型。

在切削碳素钢、合金钢、工具钢时，可选用折线形、直线圆弧形断屑槽；在切削高塑性材料工件时，例如纯铜、不锈钢工件等，可选用全圆弧形断屑槽。

（2）断屑槽的宽度。断屑槽的宽度对断屑的影响很大。宽度减小，反屑角增大，均易于断屑；但应注意，宽度过小，反屑角过大，容易造成堵屑。

（3）断屑槽斜角。断屑槽的侧边与主切削刃之间的夹角叫断屑槽斜角。以t表示，断屑槽斜角有三种形式：

一是斜式断屑槽，这种断屑槽前宽后窄，前深后浅，适用于中等背吃刀量，断屑范围较广，断屑效果稳定可靠。斜角大小主要根据工件材料选取：在切削中碳钢时，t=6°～8°；在切削合金钢时，t=10°～15°；在切削高韧性不锈钢时，t=6°～8°。

二是平行式断屑槽，其槽宽前后一样，故与车刀主切削刃平行。这种断屑槽的切削变形不如外斜式大，当背吃刀量变化大时，宜采用这种形式。

三是内斜式断屑槽，这种断屑槽前窄后宽。它的断屑范围比较窄，主要用于精车或半精车，其t= 6°～8°。

总之，只有正确处理好断屑槽与切削用量之间的关系，才能达到良好的断屑效果。因此，在粗车时，吃刀深、进给快、切削速度小，断屑槽要磨得宽、浅一些；在精车时，吃刀浅、进给慢、切削速度大，断屑槽要磨得窄、深一些。

（作者单位：河南省开封市技师学院）