當(dāng)加工產(chǎn)生連綿不斷的帶狀切屑時(shí)，不僅容易劃傷工件加工表面和損壞刀刃，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)威脅到操作者的安全，所以采取必要的工藝措施，控制屑型和斷屑一直是機(jī)械加工行業(yè)中ji為重要的工藝問(wèn)題。

     由于切屑是切屑層變形的產(chǎn)物，所以，改變切削加工條件是改變切屑種類、實(shí)現(xiàn)斷屑的有效途徑，而影響切屑加工條件的因素主要包括工件材料、刀具幾何角度及切屑用量等。

一般切屑需要滿足以下幾個(gè)基本條件：

1、切屑不得纏繞在刀具、工件及其相鄰的工具、裝備上；

2、切屑不得飛濺，以保證操作者與觀察者的安全；

3、精加工時(shí)，切屑不可劃傷工件的已加工表面，影響已加工表面的質(zhì)量；

4、保證刀具預(yù)定的耐用度，不能過(guò)早磨損并竭力防止其破損；

5、切屑流出時(shí)，不妨礙切削液的噴注；切屑不會(huì)劃傷機(jī)床導(dǎo)軌或其他部件等。

一、切削形狀的分類

    由于塑性變形程度的不同，可能會(huì)產(chǎn)生不同種類的切屑，如圖1所示。加工塑性材料時(shí)，主要形成帶狀切屑、節(jié)狀切屑或粒狀切屑，加工脆性材料時(shí)，一般形成崩碎狀切屑。

圖1

1、帶狀切屑：帶狀切屑是一種連綿不斷的，底面光滑，背面呈毛絨狀的切屑，如圖1—1a所示。當(dāng)采用較大前角的刀具，以較高的切削速度加工塑性金屬材料時(shí)，容易產(chǎn)生這種切屑。它是切削層不充分變形的產(chǎn)物。產(chǎn)生帶狀切屑時(shí)，切削過(guò)程平穩(wěn)，工件表面粗糙度較小，但切屑不易折斷，往往引起纏繞，拉毛工件，甚至影響操作，所以不能忽視它的斷屑問(wèn)題。

2、節(jié)狀切屑：節(jié)狀切屑是一種底面光滑，背面有明顯裂紋，且裂紋較深的切屑，如圖1—1b所示。當(dāng)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)，容易產(chǎn)生這種切屑。它是切屑層較充分變形的產(chǎn)物，已達(dá)到了剪裂程度，產(chǎn)生節(jié)狀切屑時(shí)，切屑工作不平穩(wěn)，工件表面粗糙度較大。

3、粒狀切屑：粒狀切屑是一種均勻的顆粒狀切屑，如圖1—1c所示。當(dāng)采用小前角刀具，以很低的切削速度加工塑性金屬材料時(shí)，容易產(chǎn)生這種切屑。它是切削層充分變形的產(chǎn)物，達(dá)到了材料產(chǎn)生剪切破壞，使切屑沿厚度斷裂的程度，產(chǎn)生粒狀切屑時(shí)，切削工作不平穩(wěn)，工件表面粗糙度較大。

4、崩碎切屑：崩碎狀切屑是一種不規(guī)則的細(xì)粒狀切屑，如圖1—1d所示。它是切削脆性材料時(shí)，切削層在彈性變形后，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(shí)，切削工作不穩(wěn)定，刀刃上受到較大的沖擊力作用，已加工表面粗糙不平。

    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(guò)程中可以通過(guò)觀察切屑形態(tài)來(lái)判斷切屑條件是否合適，也可以通過(guò)轉(zhuǎn)化切削條件改變切屑形態(tài)，使之向著有利于生產(chǎn)的方向轉(zhuǎn)化。

二、切削折斷的原理

    金屬切削過(guò)程中，切屑是否容易折斷，與切屑的變形有直接lianxi，所以研究切屑折斷原理必須從研究切屑變形的規(guī)律入手。

    切削過(guò)程中所形成的切屑，由于經(jīng)過(guò)了比較大的塑性變形，它的硬度將會(huì)有所提高，而塑性和韌性則顯著降低，這種現(xiàn)象叫冷作硬化。經(jīng)過(guò)冷作硬化以后，切屑變得硬而脆，當(dāng)它受到交變的彎曲或沖擊載荷時(shí)就容易折斷。切屑所經(jīng)受的塑性變形越大，硬脆現(xiàn)象越顯著，折斷也就越容易。在切削難斷屑的高強(qiáng)度、高塑性、高韌性的材料時(shí)，應(yīng)當(dāng)設(shè)法增大切屑的變形，以降低它的塑性和韌性，便于達(dá)到斷屑的目的。

切屑的變形可以由兩部分組成：

    部分是切削過(guò)程中所形成的，我們稱之為基本變形。用平前刀面車刀自由切削時(shí)所測(cè)得的切屑變形，比較接近于基本變形的數(shù)值。影響基本變形的主要因素有刀具前角、負(fù)倒棱、切削速度三項(xiàng)。前角越小，負(fù)倒棱越寬、切削速度越低，則切屑的變形越大，越有利于斷屑。所以，減小前角、加寬負(fù)倒棱，降低切削速度可作為促進(jìn)斷屑的措施。

    第二部分是切屑在流動(dòng)和卷曲過(guò)程中所受的變形，我們稱之為附加變形。因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)情況下，僅有切削過(guò)程中的基本變形還不能使切屑折斷，必須再增加一次附加變形，才能達(dá)到硬化和折斷的目的。迫使切屑經(jīng)受附加變形的簡(jiǎn)便的方法，就是在前刀面上磨出（或壓制出）一定形狀的斷屑槽，迫使切屑流入斷屑槽時(shí)再卷曲變形。切屑經(jīng)受附加的再卷曲變形以后，進(jìn)一步硬化和脆化，當(dāng)它碰撞到工件或后刀面上時(shí)，就很容易被折斷了。

三、斷削方法

    切屑斷與不斷的根本原因在于切屑形成過(guò)程中的變形和應(yīng)力，當(dāng)切屑處于不穩(wěn)定的變形狀態(tài)或切屑應(yīng)力達(dá)到其強(qiáng)度極*，就會(huì)斷屑，通常切屑是卷曲后折斷的。

合理選擇刀具幾何角度、切削用量、磨斷屑槽是常用的斷屑方法。

1、減小前角、增大主偏角：前角和主偏角是對(duì)斷屑影響較大的刀具幾何角度。減小前角，加劇切屑變形，易于斷屑。由于將前角磨小，會(huì)增大切削力，限制了切削用量的提高，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞刀具，甚至“悶車”，一般不單純采用減小前角來(lái)斷屑。增大主偏角，可增大切削厚度，易于斷屑。例如，同樣條件下90°刀就比45°刀容易斷屑。另外，增大主偏角，有利于減小加工中的振動(dòng)。所以，增大主偏角是一種行之有效的斷屑方法。

2、減小切削速度、增大進(jìn)給量改變切削用量是斷屑的另一措施。增大切削速度，切屑底層金屬變軟且切屑變形不充分，不利于斷屑；減小切削速度，反而容易斷屑。因此，在車削時(shí)，可通過(guò)降低主軸轉(zhuǎn)速，減小切削速度來(lái)斷屑。增大進(jìn)給量，可增加切削厚度，易于斷屑。這是加工中常采用的一種斷屑方法，不過(guò)應(yīng)當(dāng)注意，隨著進(jìn)給量的增大，工件表面粗糙度值將會(huì)明顯增大。

3、開(kāi)設(shè)斷屑槽：斷屑槽，是指在刀具前刀面上做出的槽。斷屑槽的形狀、寬度及槽斜角都是影響斷屑的因素。

1）斷屑槽的形狀

常用的斷屑槽有折線形、直線圓弧形、全圓弧形3種槽型，如圖2所示。

圖2

    在切削碳素鋼、合金鋼、工具鋼時(shí)，可選用折線形、直線圓弧形、斷屑槽；切削高塑性材料工件時(shí)，例如純銅、不銹鋼工件等，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)斷屑的影響很大。一般來(lái)講，槽寬越小，切屑的卷曲半徑越小，切屑上的彎曲應(yīng)力越大，越易折斷。所以，采用較小的斷屑槽寬對(duì)斷屑有利。但斷屑槽寬度必須與進(jìn)給量切削深度ɑp聯(lián)xi來(lái)考慮。

    若斷屑槽寬度與進(jìn)給量基本合適，則可形成C形切屑。如卷屑槽太窄，易產(chǎn)生堵屑現(xiàn)象，而使車刀負(fù)荷增加，甚至損壞切削刃；若卷屑槽太寬，切削卷曲半徑太大，則切削變形不夠，不易折斷，往往不流經(jīng)槽底而形成不斷的帶狀切屑。

    切屑槽的寬度也應(yīng)與切削深度相適當(dāng)，否則當(dāng)槽太窄時(shí)，顯得切屑寬，不易在槽中卷曲，往往切屑不流經(jīng)槽底而形成帶狀切屑。當(dāng)槽太寬時(shí)，又顯得切屑窄，流動(dòng)較自由，變形不夠充分，也不折斷。

    為了得到滿意的斷屑效果，應(yīng)按具體加工條件，選擇合適的斷屑槽寬度。對(duì)于硬度較低的工件材料，槽應(yīng)選得窄些，反之，槽應(yīng)選得寬些。