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【創(chuàng)世紀小百科】斷屑槽槽型對切削效果的影響，你了解多少？
01 斷屑槽發(fā)展歷史
隨著可轉(zhuǎn)位刀具技術(shù)、粉末冶金技術(shù)的發(fā)展，斷屑槽的槽型及其功能越來越復(fù)雜、豐富，除了傳統(tǒng)的直槽、斜槽及曲線刃等基本槽型外，還出現(xiàn)了各種形狀的凸起、凹坑和曲面槽等槽型。
對斷屑槽槽型的歷史發(fā)展階段進行總結(jié)，可分為4 個階段 ，即月牙洼式斷屑槽階段、障礙型斷屑器階段、斷屑方向研究階段及三維斷屑槽階段，如下圖所示。
02 斷屑槽槽型分類
傳統(tǒng)斷屑槽可分為直線型、圓弧型和直線圓弧型3 種，槽型結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。
斷屑效果在一定程度上可以使用切屑的卷曲半徑來衡量。且斷屑槽槽型曲率越小，切屑的卷曲半徑就越小，切屑變形量就越大，更容易發(fā)生折斷。
直線圓弧型斷屑槽由1段直線和1段圓弧連接而成。直線部分用來引導(dǎo)切屑排出，后一段圓弧使切屑卷曲，進而發(fā)生變形、折斷。
圓弧部分直徑越小，切屑越容易折斷。
直線型斷屑槽由2段直線相交而成，其槽底角為斷屑臺楔角的補角。
槽底角在圖b 所示模型中代替了圖a 和圖c 這2 種模型中槽底圓弧半徑R 的作用，即切屑將在2 段直線相交處之前碰到后槽面，碰到后槽面直接卷曲變形，此時槽底角越小，切屑曲率和卷曲半徑越小，切屑越容易折斷。
圓弧型斷屑槽相比于前兩者而言，其前角相對較大，前角的增大意味著切屑卷曲半徑減小，切屑的變形量就越大，越容易折斷，因此多用于切削紫銅等高塑性材料。
并且，由于其全圓弧結(jié)構(gòu)，槽深相對較小，流屑更通暢，在工程中實用性更好。
03 斷屑槽參數(shù)分析
斷屑槽槽型基本結(jié)構(gòu)圖如下圖所示。
本文以直線圓弧型斷屑槽為例說明斷屑槽幾何參數(shù)對斷屑性能的影響。
上圖中，br 為負倒棱寬度；Wn 為主切削刃斷屑槽的法向槽寬(簡稱槽寬)；γ0為斷屑槽刀具前角(簡稱前角)；γ1 為負倒棱前角；h 為刃口高度；H 為斷屑槽的深度(簡稱槽深)。
圖中各個參數(shù)的改變會直接影響斷屑槽的槽型及其斷屑性能。綜合文獻可得出以下結(jié)論：
1 設(shè)置負倒棱可增強刀尖強度，負倒棱寬度越大，刀尖越鈍，切削力越大；負倒棱寬度過小則會導(dǎo)致刀尖強度變差，影響刀具壽命，因此負倒棱寬度存在一個優(yōu)值。
2 斷屑槽刀具前角越大，切屑變形量越大，其卷曲半徑越小，切屑越容易折斷。
3 槽寬和槽深是影響斷屑的主要因素，在設(shè)計斷屑槽槽型時，槽寬與槽深對切屑折斷的影響是相互關(guān)聯(lián)的，在選擇槽型幾何參數(shù)時，通常將槽寬與槽深之比作為一個參數(shù)來考慮。
一般來說，槽寬過大切屑不易折斷，而過小易造成切屑堵塞，因此在粗加工時可選用較大的槽寬，精加工時可選用較小的槽寬，槽深在槽寬確定的前提下，選擇較小的數(shù)值。
4 刃口高度對斷屑性能的影響同樣受槽深的影響，在相同的槽深下，減小刃口高度則會使前角增大，導(dǎo)致切屑變形量減小、切削力減小、切屑不易折斷，以及刀具刃口強度降低。
若增大刃口高度，會使槽背對切屑的阻礙加強，使切屑更易折斷。
5 反屑角是槽背的切線與刀具前刀面之間的夾角，反屑角越大，切屑越容易折斷。
除了斷屑槽刀具前角對斷屑性能影響較大，其他角度參數(shù)對斷屑性能亦有一定的影響，其中影響最大的就是主偏角和刃傾角。
主偏角主要影響的是切削的厚度和寬度，當主偏角增大，會使切屑變得窄而厚，切屑更易折斷。
刃傾角主要影響切屑的流出方向，刃傾角大于零，切屑則流向待加工表面，可用于精加工；刃傾角小于零，切屑流向已加工表面，影響表面加工質(zhì)量。綜合考慮刀具尺寸，刃傾角一般選取5°~15°。