機(jī)械加工過(guò)程中切屑的形成

在機(jī)械加工過(guò)程中奕辖，切屑的形成和排出非常重要珊求，它們確保切削過(guò)程順利進(jìn)行，不損害機(jī)床嘿杖、刀具和工件梁泞，同時(shí)保障操作者的安全。切屑的形成吸引了機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)比其他任何主題都要多的科學(xué)關(guān)注趾痘，但將這些科學(xué)成果轉(zhuǎn)化為實(shí)用慢哈、可用的模型已被證明是困難的。在這里永票，我們從實(shí)際的角度來(lái)探討切屑的形成卵贱。

圖1：切屑形成的簡(jiǎn)化模型

在加工過(guò)程中，被去除的材料在剪切平面內(nèi)發(fā)生塑性變形和剪切侣集，并根據(jù)工件材料的性質(zhì)以長(zhǎng)或短的切屑形式排出键俱。加工過(guò)程在其剪切區(qū)域消耗了大部分能量。

為了加工不可壓縮材料，剪切平面內(nèi)的材料變形不會(huì)改變體積编振。假設(shè)變形是簡(jiǎn)單的剪切缀辩，并且在將要形成切屑的材料中放置一堆材料層，每層都與剪切平面平行踪央。然后臀玄，切屑的形成可以被視為材料層的剪切過(guò)程。

工件材質(zhì)與切屑的形成

許多因素影響切屑的形成杯瞻，尤其是工件材料略雪。金屬切削過(guò)程包括工件材料的塑性變形，然后被剪斷渴肿。彈性及塑性材料行為在此過(guò)程中起著決定性的作用。

不同的工件材料顯示出不同的剪切強(qiáng)度和延展性組合在策。工件材料的延展性是指其可以被變形直到剪斷的程度（見(jiàn)圖2）肥爵。工件材料的延展性越高，切屑就越長(zhǎng)敌灰。作為一個(gè)經(jīng)驗(yàn)法則舶抚，當(dāng)材料延展性超過(guò)大約25%時(shí)，切屑從長(zhǎng)到非常長(zhǎng)不等甥晦。

圖2：工件材料的塑性和彈性屬性對(duì)切屑形成的影響寄硬。某些工件材料產(chǎn)生長(zhǎng)切屑；有些則產(chǎn)生長(zhǎng)而粘性的切屑敢亥；還有一些會(huì)產(chǎn)生短切屑

這種方法也用于ISO系統(tǒng)响徒，用于分類(lèi)不同類(lèi)型的工件材料。因?yàn)槊總€(gè)ISO組（P梳命、M丹禀、K、N鞋怀、S和H）都會(huì)產(chǎn)生可預(yù)測(cè)的切屑双泪，所以刀具和切削條件的選取必須與材料行為相匹配。

• ISO組P（鋼）包括延展性相當(dāng)高且傾向于形成長(zhǎng)切屑的材料密似。這需要采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施焙矛，以保持切屑的形式和長(zhǎng)度可接受。

• ISO組K（鑄件材料）和H（硬鋼）包括延展性較低残腌、產(chǎn)生短切屑的材料村斟。這簡(jiǎn)化了切屑控制。

• ISO組M（不銹鋼）废累、S（超級(jí)合金）和N（非鐵金屬材料）包括延展性相對(duì)較低但明顯具有粘性的材料邓梅。這些材料形成了所謂的“積屑瘤”切屑。

圖3：ISO材料組分類(lèi)及與這些組相關(guān)的典型切屑。

切屑形態(tài)和形狀的分類(lèi)

切屑可以從非常長(zhǎng)到非常短進(jìn)行分類(lèi)日缨，理想的切屑應(yīng)避免任何極端钱反。過(guò)短的切屑會(huì)使加工變得斷斷續(xù)續(xù)，導(dǎo)致切削刃口過(guò)早出現(xiàn)微崩（碎裂）和工具壽命縮短匣距。從工具壽命的角度來(lái)看冷泵，長(zhǎng)切屑更為可取。長(zhǎng)且形狀平滑的切屑在加工過(guò)程中產(chǎn)生的微振動(dòng)較少梗药，從而產(chǎn)生質(zhì)量更好的加工表面傀脑。然而，對(duì)于切削過(guò)程本身而言自凛，長(zhǎng)切屑并不理想茅苏。它們可能會(huì)損壞機(jī)床、工件和刀具费抚，并為操作者造成不安全條件推兄。它們還可能在切屑輸送器中造成排出問(wèn)題，增加生產(chǎn)停機(jī)時(shí)間斟拘。

圖4：切屑蔚奕，從長(zhǎng)到短進(jìn)行分類(lèi)。從左至右：帶狀拾撇、糾纏匙豹、螺旋狀、長(zhǎng)螺旋狂秦、螺旋灌侣、螺旋（理想）、螺旋管狀故痊、長(zhǎng)逗號(hào)和短逗號(hào)切屑顶瞳。

短切屑消除了排出問(wèn)題，但它們表明了間歇性切削愕秫，這可能會(huì)導(dǎo)致刀具壽命過(guò)短（由于切削刃口的碎裂）和微振動(dòng)慨菱，這些振動(dòng)會(huì)降低加工表面的質(zhì)量。

螺旋形的切屑既不太長(zhǎng)也不太短戴甩，代表了理想狀態(tài)符喝，就切屑而言，提供了實(shí)現(xiàn)最佳切削操作的最佳機(jī)會(huì)甜孤。

理想切屑形態(tài)协饲，短螺旋型

• 所需功率較低

• 對(duì)切削刃口的應(yīng)力較小

• 切削力較小

• 更容易排出

避免非常短的切屑

• 所需功率較高

• 對(duì)切削刃口的應(yīng)力較大

• 可能導(dǎo)致刀具或工件偏斜和振動(dòng)

避免長(zhǎng)且條狀的切屑

• 極難排出

• 對(duì)操作者危險(xiǎn)

• 可能會(huì)重新切削并損壞工件或工具

（山高刀具）

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開(kāi)資料來(lái)源于互聯(lián)網(wǎng)，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享缴川，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)茉稠，也不構(gòu)成任何其他建議描馅。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布、編輯整理上傳扑姆，對(duì)此類(lèi)作品本站僅提供交流平臺(tái)脸夸，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻牌宜、圖片期油、文字如涉及作品版權(quán)問(wèn)題，請(qǐng)第一時(shí)間告知骡眼，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容须拒，以保證您的權(quán)益！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn晌爹。