金属切削过程之断屑

1、金属切削过程金属切削过程断断 屑屑重庆松溉职校 李正波断屑原因 切屑折断就是因切屑的变形所致。切屑折断就是因切屑的变形所致。 切屑变形包括两部分：切屑变形包括两部分： 第一部分：基本变形第一部分：基本变形-冷作硬化冷作硬化 第二部分：附加变形第二部分：附加变形-流动过程卷曲流动过程卷曲变形变形 附加变形的方法：附加变形的方法： 在前刀面磨卷屑槽在前刀面磨卷屑槽 安装断屑器安装断屑器切屑形状的分类切屑形状的分类 根据工件材料、刀具几何形状、切削用量根据工件材料、刀具几何形状、切削用量及润滑条件的不同，产生的切屑形状也不及润滑条件的不同，产生的切屑形状也不同，而不同形状的切屑，对安全的影响也同，而

2、不同形状的切屑，对安全的影响也不同。不同。 带状屑带状屑 形成条件形成条件：在高速切削塑性金属材料时，：在高速切削塑性金属材料时，若不采取适当的断屑措施，就易形成带状若不采取适当的断屑措施，就易形成带状屑。屑。 特点特点：带状屑连绵不断，经常缠绕在工件：带状屑连绵不断，经常缠绕在工件或刀具上，不易清除，不仅能划伤工件表或刀具上，不易清除，不仅能划伤工件表面，打坏刀具，而且极易伤人。面，打坏刀具，而且极易伤人。 因此，除特殊情况下，应尽量避免出现带因此，除特殊情况下，应尽量避免出现带状切屑。状切屑。 但有时也希望得到带状屑，以使切屑能顺但有时也希望得到带状屑，以使切屑能顺利排出。例如在立式镗床上

3、镗盲孔时。利排出。例如在立式镗床上镗盲孔时。C形屑或六字形屑形屑或六字形屑 形成条件形成条件：车削一般碳钢、合金钢工件时，：车削一般碳钢、合金钢工件时，若采用带卷屑槽的车刀，则易形成若采用带卷屑槽的车刀，则易形成C形屑形屑或或6字形屑。字形屑。 特点特点：C形屑不会缠绕在工件或刀具上，形屑不会缠绕在工件或刀具上，一般不易伤人。是粗车比较理想的屑形。一般不易伤人。是粗车比较理想的屑形。 但是但是C形屑或形屑或6字形屑与后刀面或工件表字形屑与后刀面或工件表面高频率碰撞且折断会影响切削过程的平面高频率碰撞且折断会影响切削过程的平稳性，对工件表面粗糙度也有一定的影响。稳性，对工件表面粗糙度也有一定的影

4、响。因此，精车时应避免出现这种屑形。因此，精车时应避免出现这种屑形。 崩碎屑崩碎屑 形成原因形成原因：由于车刀卷屑槽的宽度较：由于车刀卷屑槽的宽度较小，槽底狭窄，当切削流入卷屑槽与小，槽底狭窄，当切削流入卷屑槽与槽台相碰时，所产生的弯曲应力较大槽台相碰时，所产生的弯曲应力较大而在槽内折断，形成长度较短的崩碎而在槽内折断，形成长度较短的崩碎切屑。切屑。 特点特点：容易飞溅伤人和产生微振现象，：容易飞溅伤人和产生微振现象，刀具切削刃负荷较大，影响刀具寿命。刀具切削刃负荷较大，影响刀具寿命。 因此，崩碎屑是一种不理想的切屑，因此，崩碎屑是一种不理想的切屑，应力求避免。应力求避免。螺卷屑和长螺卷屑螺卷

5、屑和长螺卷屑 形成条件形成条件：在切削塑性金属时，由于：在切削塑性金属时，由于f和和ap较小，切屑卷曲后未与车刀后较小，切屑卷曲后未与车刀后刀面和工件碰撞，而是顺着卷屑槽卷刀面和工件碰撞，而是顺着卷屑槽卷曲流出，靠自重摔断而形成这种切屑。曲流出，靠自重摔断而形成这种切屑。 特点特点：这种切屑的形成过程比较平稳，：这种切屑的形成过程比较平稳，有利于提高工件表面质量，是半精车有利于提高工件表面质量，是半精车和精车时较理想的屑形。和精车时较理想的屑形。 但切屑不能太长，否则会妨碍操作，但切屑不能太长，否则会妨碍操作，并使切屑清理困难。并使切屑清理困难。发条状切屑发条状切屑 形成条件形成条件：当车刀卷

6、屑槽的宽度和：当车刀卷屑槽的宽度和槽底半径较大时，切屑卷曲后与工槽底半径较大时，切屑卷曲后与工件过渡表面相碰而形成发条状卷屑。件过渡表面相碰而形成发条状卷屑。 特点特点：这种切屑是重型车床上采用：这种切屑是重型车床上采用大大ap、大、大f车削钢件时的理想屑形。车削钢件时的理想屑形。宝塔状切屑宝塔状切屑 形成条件形成条件：在车刀前刀面上，平行于主切削刃：在车刀前刀面上，平行于主切削刃方向，研磨出一条窄洼槽（通常称为小月牙洼方向，研磨出一条窄洼槽（通常称为小月牙洼卷屑槽），它能使切屑在流动过程中受到槽的卷屑槽），它能使切屑在流动过程中受到槽的阻力而打卷，当切屑卷成一定大小后，顶在工阻力而打卷，当切

7、屑卷成一定大小后，顶在工件过渡表面上折断成宝塔状卷屑。件过渡表面上折断成宝塔状卷屑。 特点特点：宝塔状卷屑自身重量大，不会飞溅，清：宝塔状卷屑自身重量大，不会飞溅，清理方便，在自动车床或自动线上是一种较好的理方便，在自动车床或自动线上是一种较好的屑形。屑形。 切屑形状不同，对切屑形状不同，对操作工人的安全影操作工人的安全影响也不同，最不利响也不同，最不利于安全操作的是崩于安全操作的是崩碎切屑和带状切屑。碎切屑和带状切屑。我们可以通过选择我们可以通过选择恰当的切削用量、恰当的切削用量、刀具几何角度及润刀具几何角度及润滑条件来改变崩碎滑条件来改变崩碎切屑和带状切屑的切屑和带状切屑的形状，以减少切屑

8、形状，以减少切屑对人的伤害。对人的伤害。 影响断屑的因素影响断屑的因素一、槽型参数一、槽型参数卷屑槽的槽型参数包括卷屑柄剖面形状、卷屑槽重卷屑槽的槽型参数包括卷屑柄剖面形状、卷屑槽重及卷屑槽斜角。及卷屑槽斜角。（1）卷屑槽剖面形状）卷屑槽剖面形状直线圆弧形直线圆弧形拆线型（直线型）拆线型（直线型）全圆弧型全圆弧型直线圆弧型和拆线型卷屑槽适用于车刀前角直线圆弧型和拆线型卷屑槽适用于车刀前角o=515的范围，切屑碳素钢、合金结构钢及的范围，切屑碳素钢、合金结构钢及工具钢等；工具钢等；当切削紫铜、不锈钢等高塑性材料时，车刀前角增当切削紫铜、不锈钢等高塑性材料时，车刀前角增大至大至o=2535，为了提

9、高切削强度，避免切屑，为了提高切削强度，避免切屑堵塞现象，宜采用全圆弧卷屑槽。堵塞现象，宜采用全圆弧卷屑槽。（2）卷屑槽宽度）卷屑槽宽度 在卷屑槽的几何参数中，其宽度对断屑的影响很在卷屑槽的几何参数中，其宽度对断屑的影响很大。卷屑槽的宽度越小，则切屑卷曲半径越小，大。卷屑槽的宽度越小，则切屑卷曲半径越小，切屑的弯曲应力越大，越容易折断。切屑的弯曲应力越大，越容易折断。 为了得到满意的效果，应按具体加工条件（如工为了得到满意的效果，应按具体加工条件（如工件材料、切削用量等）选择合理的卷屑槽宽度。件材料、切削用量等）选择合理的卷屑槽宽度。 例如对于低硬度的工件材料，槽应选得窄些，反例如对于低硬度的

10、工件材料，槽应选得窄些，反之选宽此外。之选宽此外。 当当f或或ap大时，槽也应适当加宽。大时，槽也应适当加宽。 具体选择可参考书上的两个表（具体选择可参考书上的两个表（P201）（3）卷屑槽斜角）卷屑槽斜角 是指卷屑槽的侧边与主切削刃之间的夹角。是指卷屑槽的侧边与主切削刃之间的夹角。用符号用符号表示，常见的有三种：表示，常见的有三种： 外斜式：外斜式： 槽形特点：前宽后窄，前深后浅。在切削槽形特点：前宽后窄，前深后浅。在切削时，靠近工件外圆时，靠近工件外圆A处的切削速度最高而槽处的切削速度最高而槽最窄，切屑最先卷曲，且卷曲半径小，变最窄，切屑最先卷曲，且卷曲半径小，变形大，切屑容易翻转与车刀后

11、刀面相碰而形大，切屑容易翻转与车刀后刀面相碰而折断成折断成C形屑或形屑或6字形屑。切削中碳钢时一字形屑。切削中碳钢时一般取般取=810；切削高韧性不锈钢时，；切削高韧性不锈钢时，为避免切屑冲坏卷屑槽，应取为避免切屑冲坏卷屑槽，应取=68。处斜式卷屑槽用于中等处斜式卷屑槽用于中等ap，断屑效果好。，断屑效果好。（3）卷屑槽斜角）卷屑槽斜角 平行式平行式 槽形特点是前后等宽、等深。切屑变形不如外斜式槽形特点是前后等宽、等深。切屑变形不如外斜式大，在通常情况下，切屑卷曲成发条状屑形后与工大，在通常情况下，切屑卷曲成发条状屑形后与工件过渡表面相碰折断。切削中碳钢时，平行式卷屑件过渡表面相碰折断。切削中

12、碳钢时，平行式卷屑槽的断屑效果与外斜式基本相同，这种卷屑槽适用槽的断屑效果与外斜式基本相同，这种卷屑槽适用于大于大ap和大和大f的刀具。的刀具。 内斜式内斜式 槽形特点前窄后宽、前浅后宽。在切削时，切屑常槽形特点前窄后宽、前浅后宽。在切削时，切屑常常是在常是在B处卷曲成小卷，而在处卷曲成小卷，而在A处则稍后卷成大卷。处则稍后卷成大卷。当当s=35时，切屑容易形成连续的长螺卷屑，时，切屑容易形成连续的长螺卷屑，到一定长度（到一定长度（150500mm）后，靠自身重量摔断。）后，靠自身重量摔断。内斜式卷屑槽斜角通常取内斜式卷屑槽斜角通常取=810。内斜式卷屑。内斜式卷屑槽形成长螺卷屑的切削用量范围

13、较小，主要适用于槽形成长螺卷屑的切削用量范围较小，主要适用于半精车和精车。半精车和精车。影响断屑的因素影响断屑的因素 一、一、车刀的几何角度车刀的几何角度 o o增大，切屑变形小；减小增大，切屑变形小；减小o o ，切屑变，切屑变形大，易断屑形大，易断屑 r r增大，切屑厚度增大，使切屑卷曲时塑增大，切屑厚度增大，使切屑卷曲时塑性变形大，易断屑。性变形大，易断屑。 s s也可通过改变切屑流向来影响断屑也可通过改变切屑流向来影响断屑 二、切削用量二、切削用量 切削三要素中对断屑影响最大的是切削三要素中对断屑影响最大的是f，其次，其次是是ap和和vc. 增大增大f能使切屑厚度增大，塑性变形大，易能

14、使切屑厚度增大，塑性变形大，易断屑断屑 增大增大ap，不易断屑，不易断屑 增大增大vc能使切屑的塑性增大，变形减小能使切屑的塑性增大，变形减小 ，不易断屑不易断屑 三、断屑槽的尺寸形状三、断屑槽的尺寸形状 1、直线圆弧型断屑槽、直线圆弧型断屑槽 特点：宽度小，使切屑的卷曲半径小，切特点：宽度小，使切屑的卷曲半径小，切屑变形大，易断屑。屑变形大，易断屑。 断屑槽的宽度与断屑槽的宽度与f和和ap有关，当有关，当f和和ap大时，大时，断屑槽的宽度也应大一些断屑槽的宽度也应大一些 2、直线型断屑槽、直线型断屑槽 两条直线的夹角称断屑槽的槽底角两条直线的夹角称断屑槽的槽底角 特点：槽底角小，切屑卷曲半径

15、小，切屑变形特点：槽底角小，切屑卷曲半径小，切屑变形大，易断屑大，易断屑 选用中等选用中等vc时，槽底角在时，槽底角在110120之间之间 两者适合加工两者适合加工碳素钢、合金结构钢及工具钢碳素钢、合金结构钢及工具钢等等 3、圆弧型断屑槽、圆弧型断屑槽 适用对象：适用对象：紫铜、不锈钢等高塑性材料紫铜、不锈钢等高塑性材料 f和和ap大时断屑槽要宽一些大时断屑槽要宽一些 通常在车削中碳钢时，断屑槽的宽度约为通常在车削中碳钢时，断屑槽的宽度约为10倍的倍的f 在车削合金钢时，断屑槽的宽度约为在车削合金钢时，断屑槽的宽度约为10倍倍的的f切屑伤人的原因切屑伤人的原因 操作者没穿戴合适的防护服和防护用

16、具（如穿过于肥大操作者没穿戴合适的防护服和防护用具（如穿过于肥大的衣服、戴手套操作、不戴护目镜等），操作时不小心的衣服、戴手套操作、不戴护目镜等），操作时不小心被切屑挂住绞入旋转部位，或切屑伤害操作者外露部位被切屑挂住绞入旋转部位，或切屑伤害操作者外露部位（如眼睛等）（如眼睛等） 被抛出的崩碎切屑或带状切屑打伤、划伤或灼伤被抛出的崩碎切屑或带状切屑打伤、划伤或灼伤 在车床运转中，用手清除切屑而发生伤害事故。在车床运转中，用手清除切屑而发生伤害事故。 缺乏定期的车床检查、检修，导致切屑防护装置缺乏定期的车床检查、检修，导致切屑防护装置“失灵失灵”；或干脆将防护装置弃之不用。这样，；或干脆将防护装

17、置弃之不用。这样，切屑易于伤人切屑易于伤人 车床布局照明不足或有刺眼的灯光，不利于操作车床布局照明不足或有刺眼的灯光，不利于操作者观察切屑的情况者观察切屑的情况 车床周围布局不合理，卫生条件不好，切屑堆放车床周围布局不合理，卫生条件不好，切屑堆放不当，妨碍操作人员正常活动，造成滑倒致伤不当，妨碍操作人员正常活动，造成滑倒致伤 切屑伤人的预防 操作者要采取防范措施。为防止切屑伤人，操作者应对操作者要采取防范措施。为防止切屑伤人，操作者应对车床作好定期检查，在操作中必须遵守车削车床作好定期检查，在操作中必须遵守车削安全安全操作规操作规程。为保证车削加工中切屑不伤人，操作者尤应做到：程。为保证车削加

18、工中切屑不伤人，操作者尤应做到： （1）穿紧身防护服，袖口不要敞开，领口也不）穿紧身防护服，袖口不要敞开，领口也不要敞开，长发者要戴防护帽或剪短发；不要戴手要敞开，长发者要戴防护帽或剪短发；不要戴手套操作。为防止崩碎切削伤害眼睛，操作者还应套操作。为防止崩碎切削伤害眼睛，操作者还应戴护目镜戴护目镜 （2）在车床运转时，禁止取下或安装护板或其）在车床运转时，禁止取下或安装护板或其它切屑防护装置；不要用手清除切屑，而应用钩它切屑防护装置；不要用手清除切屑，而应用钩子、刷子工专用的工具清除切屑。子、刷子工专用的工具清除切屑。 （4）必须使用压缩空气清除切屑时，或切）必须使用压缩空气清除切屑时，或切屑飞溅严重时，为了不危害周围其他操作屑飞溅严重时，为了不危害周围其他操作人员，应在车床周围安装挡板，使操作区人员，应在车床周围安装挡板，使操作区隔离。压缩空气的压力应尽可能低，不能隔离。压缩空气的压力应尽可能低，不能用压缩空气去吹衣服或头发的切屑，以免用压缩空气去吹衣服或头发的切屑，以免引起耳朵和眼睛的损伤。引起耳朵和眼睛的损伤。 （3）开动车床前，要详细检查切屑防护装置是）开动车床