数控车床断屑的方法

在过程中，当加工产生连绵不断的带状切屑时，不仅容易划伤工件加工表面和损坏刀刃，严重时还会威胁到操作者的安全，所以采取必要的工艺措施，控制屑型和断屑一直是机械加工行业中极为重要的工艺问题。由于切屑是切屑层变形的产物，所以，改变切削加工条件是改变切屑种类、实现断屑的有效途径，而影响切屑加工条件的因素主要包括工件材料、刀具几何角度及切屑用量等。一般切屑需要满足以下几个基本条件：切屑不得缠绕在刀具、工件及其相邻的工具、装备上；切屑不得飞溅，以保证操作者与观察者的安全；精加工时，切屑不可划伤工件的已加工表面，影响已加工表面的质量；保证刀具预定的耐用度，不能过早磨损并竭力防止其破损；切屑流出时，不妨碍切削液的喷注；切屑不会划伤机床导轨或其他部件等。一、切屑形状的分类由于塑性变形程度的不同，可能会产生不同种类的切屑，如图1所示。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。1、带状切屑：带状切屑是一种连绵不断的，底面光滑，背面呈毛绒状的切屑，如图1—1a所示。当采用较大前角的刀具，以较高的切削速度加工塑性金属材料时，容易产生这种切屑。它是切削层不充分变形的产物。产生带状切屑时，切削过程平稳，工件表面粗糙度较小，但切屑不易折断，往往引起缠绕，拉毛工件，甚至影响操作，所以不能忽视它的断屑问题。2、节状切屑：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，如图1—1b所示。当采用减小前角的刀具，以较低的切削速度加工塑性材料时，容易产生这种切屑。它是切屑层较充分变形的产物，已达到了剪裂程度，产生节状切屑时，切屑工作不平稳，工件表面粗糙度较大。3、粒状切屑：粒状切屑是一种均匀的颗粒状切屑，如图1—1c所示。当采用小前角刀具，以很低的切削速度加工塑性金属材料时，容易产生这种切屑。它是切削层充分变形的产物，达到了材料产生剪切破坏，使切屑沿厚度断裂的程度，产生粒状切屑时，切削工作不平稳，工件表面粗糙度较大。4、崩碎切屑：崩碎状切屑是一种不规则的细粒状切屑，如图1—1d所示。它是切削脆性材料时，切削层在弹性变形后，几乎不经塑性变形阶段，突然崩裂而形成的切屑。形成崩碎状切屑时，切削工作不稳定，刀刃上受到较大的冲击力作用，已加工表面粗糙不平。由上可知，切屑的种类随工件材料、切削条件的不同。因此，在加工过程中可以通过观察切屑形态来判断切屑条件是否合适，也可以通过转化切削条件改变切屑形态，使之向着有利于生产的方向转化。二、切屑折断的原理金属切削过程中，切屑是否容易折断，与切屑的变形有直接联系，所以研究切屑折断原理必须从研究切屑变形的规律入手。切削过程中所形成的切屑，由于经过了比较大的塑性变形，它的硬度将会有所提高，而塑性和韧性则显著降低，这种现象叫冷作硬化。经过冷作硬化以后，切屑变得硬而脆，当它受到交变的弯曲或冲击载荷时就容易折断。切屑所经受的塑性变形越大，硬脆现象越显著，折断也就越容易。在切削难断屑的高强度、高塑性、高韧性的材料时，应当设法增大切屑的变形，以降低它的塑性和韧性，便于达到断屑的目的。切屑的变形可以由两部分组成：第一部分是切削过程中所形成的，我们称之为基本变形。用平前刀面车刀自由切削时所测得的切屑变形，比较接近于基本变形的数值。影响基本变形的主要因素有刀具前角、负倒棱、切削速度三项。前角越小，负倒棱越宽、切削速度越低，则切屑的变形越大，越有利于断屑。所以，减小前角、加宽负倒棱，降低切削速度可作为促进断屑的措施。第二部分是切屑在流动和卷曲过程中所受的变形，我们称之为附加变形。因为在大多数情况下，仅有切削过程中的基本变形还不能使切屑折断，必须再增加一次附加变形，才能达到硬化和折断的目的。迫使切屑经受附加变形的最简便的方法，就是在前刀面上磨出（或压制出）一定形状的断屑槽，迫使切屑流入断屑槽时再卷曲变形。切屑经受附加的再卷曲变形以后，进一步硬化和脆化，当它碰撞到工件或后刀面上时，就很容易被折断了。三、断屑方法切屑断与不断的根本原因在于切屑形成过程中的变形和应力，当切屑处于不稳定的变形状态或切屑应力达到其强度极限时，就会断屑，通常切屑是卷曲后折断的。合理选择刀具几何角度、切削用量、磨断屑槽是常用的断屑方法。1、减小前角、增大主偏角：前角和主偏角是对断屑影响较大的刀具几何角度。减小前角，加剧切屑变形，易于断屑。由于将前角磨小，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“闷车”，一般不单纯采用减小前角来断屑。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。另外，增大主偏角，有利于减小加工中的振动。所以，增大主偏角是一种行之有效的断屑方法。2、减小切削速度、增大进给量改变切削用量是断屑的另一措施。增大切削速度，切屑底层金属变软且切屑变形不充分，不利于断屑；减小切削速度，反而容易断屑。因此，在车削时，可通过降低主轴转速，减小切削速度来断屑。增大进给量，可增加切削厚度，易于断屑。这是加工中常采用的一种断屑方法，不过应当注意，随着进给量的增大，工件表面粗糙度值将会明显增大。3、开设断屑槽：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3种槽型，如图2所示。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；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。一般来讲，槽宽越小，切屑的卷曲半径越小，切屑上的弯曲应力越大，越易折断。所以，采用较小的断屑槽宽对断屑有利。但断屑槽宽度必须与进给量切削深度ap联系起来考虑。若断屑槽宽度与进给量基本合适，则可形成C形切屑。如卷屑槽太窄，易产生堵屑现象，而使车刀负荷增加，甚至损坏切削刃；若卷屑槽太宽，切削卷曲半径太大，则切削变形不够，不易折断，往往不流经槽底而形成不断的带状切屑。切屑槽的宽度也应与切削深度相适当，否则当槽太窄时，显得切屑宽，不易在槽中卷曲，往往切屑不流经槽底而形成带状切屑。当槽太宽时，又显得切屑窄，流动较自由，变形不够充分，也不折断。为了得到满意的断屑效果，应按具体加工条件，选择合适的断屑槽宽度。对于硬度较低的工件材料，槽应选得窄些，反之，槽应选得宽些。扩展资料：不断屑的解决方法：我们在车削加工中时常会遇到很多问题，比如，切屑缠绕工件，缠绕刀具，影响工件表面光洁度，影响加工效率，甚后续工序难以进行下去。那么一旦不断屑,怎么办呢？看下面这张图：这是，切削参数与铁屑的关系纵轴：代表切深Ap横轴：代表进给量F具体讲，切深和进给量能够直接影响铁屑的形状为什么呢？来，再看下面这个图左侧图，是小的切深，右侧一个是大的切深，加大切深后，铁屑就会变厚，那么铁屑在相同曲度程度下，厚的铁屑就容易断屑，加大进给量就是在轴向上，加大切深，道理一样，我就不画图了。道理就这么简单：铁屑在相同曲度程度下，厚的铁屑就容易断屑那么，铁屑如果不断：1，加大切深Ap2，提高进给量F这两2招你用好，就能解决大部分的断屑问题当然，大部分时候切深是调整不了的，主要就是调整进给量（最好是减小转速S,F就增大，这样还能提高一下刀具寿命）。但是太大进给量会带来相应的问题。下面两点你需要注意的。问题一：切削力变大，对整个加工系统的强度要求