刀具的基本知识
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刀具的基本知识
一、运动及切削要素.......................................................................................................... - 3 -
1、切削运动................................................................................................................................ - 3 -
2、切屑要素................................................................................................................................ - 3 -
3、刀具切削部分的几何参数.................................................................................................... - 4 -
4、刀具几何角度及其对切屑的影响........................................................................................ - 4 -
5、刀尖型式的选择(过渡刃的选择)............................................................................ - 8 -
二、刀具的材料.......................................................................................................................... - 9 -
1. 刀具材料应具备的性能................................................................................................. - 9 -
2.常用刀具材料................................................................................................................... - 9 -
三、金属切削加工中的主要现象及规律................................................................................ - 12 -
1、切屑的形成.................................................................................................................. - 12 -
2、切削中的变形.............................................................................................................. - 12 -
3、切屑的种类及断屑...................................................................................................... - 13 -
1.积屑瘤的成因.............................................................................................................. - 15 - 2.积屑瘤对切削过程的影响.......................................................................................... - 15 -
3. 积屑瘤的控制措施....................................................................................................... - 15 -
一、运动及切削要素
1、切削运动
削运动分为主运动(它是切屑时最主要、消耗动力最多的运动,它是刀具与
工件之间的相对运动)和进给运动(是指刀具与工件之间的附加运动,以保持切屑
的连续进行)。
2、切屑要素
(1)切屑要素Vc :是指切屑刃选定点相对于工件主运动的瞬时速度,单位m/s
或m/min 。
计算公式:
其中n --工件或刀具的转速,单位r/min; d ——工件或刀具选定点旋转直
径,单位mm 。
(2)进给量f :是指刀具在进给运动方向上相对工件的位移量,可用工件每转
所行程的位移量来表示,单位mm/r 。
进给速度Vf :单位mm/s 或mm/min 。
Vf=nf
n ——工件或刀具的转速,f ——进给量。
(3)背吃刀量a p (切屑深度):是指垂直与进
给速度的切屑深度的尺寸,单位mm,在车外圆时
a p = (dw-dm ) 2
其中dw ——待加工表面直径;
dm ——已加工表面直径。
(4)切屑时间tm :是指切屑时直接改变工件尺寸、形状等工艺过程所需要滴时
间,单位min.它反映的是切屑效率高低的指标。
t m = πdlA
1000a p f
v c
其中l ——刀具行程长度,单位mm ;A ——半径方向加工余量,单位mm 。
Vc= πdn = dn 1000
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3、刀具切削部分的几何参数
刀具切削部分的组成要素
刀杆:起夹持作用
刀头:(三面)
前刀面:切屑流过的表面。
主后刀面:刀具上与加工表面相对的表面。
副后刀面:刀具上与已加工表面相对的表面(两刃)
主切削刃:刀具上前刀面与主后刀面的交线副切削刃:刀具上前刀面与副后刀面的交线(一尖)
主切削刃与副切削刃的交点
4、刀具几何角度及其对切屑的影响(1)刀具坐标系(正交平面参考系)
:通过切削刃上选定点,垂直
1) 基面p
r
于该点切削速度方向的平面。
通常平行于车刀的安装面(底面)。
:通过切削刃上选定点,2)切削平面p
s
垂直于基面并与主切削刃相切的平面。
3)正交平面po:通过切削刃上选定点,同时与基面和切削平面垂直的平面。
(2)刀具几何角度及其对切屑的影响
1)基面中测量的刀具角度
A 主偏角κr:主切削刃在基面
上的投影与进给
运动速度vf 方向之间的夹角。
B 副偏角κr′:副切削刃在
基面上的投影与进给
运动速度vf反方向之间的夹角。
○1主副偏角的功用:主偏角κr
影响切削分力的大小,增大κr ,
会使Ff力增加,Fp力减小;
主偏角影响加工表面粗糙度值
的大小,增大主偏角,加工表面粗
糙度值增
大;
主偏角影响刀具耐用度,增大主偏角,刀具耐用度下降;
主偏角也影响工件表面形状,车削阶梯轴时,选用κr =90o,车削细长轴时,选用κr =75o~90o;为增加通用性,车外圆、端面和倒角时,可选用车刀切屑部分的简单画法
κr =45o。
减小副偏角κr。
,会增加副切削刃与己加工表面的接触长度,能减小表
面粗糙度数值,并能提高刀具耐用度。
但过小的副偏角会引起振动。
主、副偏角的选择
主偏角的选择原则是,在工艺系统刚度允许的情况下,选择较小的主偏
角这样有利于提高刀具耐用度。
在生产中,主要按工艺系统刚性选取,见表5-3。
副偏角κr,主要是根据加工性质选取,一般情况下选取κr ´=10°~15°精加工时取小值。
特殊情况,如切断刀,为了保证刀头强度,可选κr´=1o~2o 。
○2工艺系统刚性较好时,主偏角取较小值;反之取较大值。
副偏角大小取决于表面粗糙度(5°〜15°),粗加工时取大值,精加工取小值。
2)切削平面中测量的刀具角度
A 刃倾角λs:主切削刃与基面之间的夹角。
(功用:(1)控制切屑的流向如图5-5所示
如图5-5所示,当λS =0o 时,切屑垂直于切削刃流出;λS为负值时,切屑流向已加工表面;λS为正值时,切屑流向待加工表面
图5-5
(2)控制切削刃切入时首先与工件接触的位置如图5-6所示,
(3)控制切削刃在切入与切出时的平稳性如图5-6所示,断续时,当刃倾角为零,切削刃与工件同时接触,同时切离,会引起振动;若刃倾角不等于零则
切削刃上各点逐渐切入工件和逐渐切离工件,故切削过程平稳。
图5-6
(4)控制背向力与进给力的比值
刃倾角的选择
○1选择刃倾角时,应按照刀具的具体工作条件进行具体分析,一般情况可
按加工性质选取。
精车λs =0o~5o;粗车λs =0o~-5o;断续车削λs=-30o~-45o;大刃倾角精刨刀λs=75o~80o。
)
○2加工一般钢料和铸铁,无冲击时:
粗车λs = 0°〜-5°,精车λs = 0°〜+5°;
有冲击时:λs =-5°〜-15°;
特别大时:λs =-30°〜-45°。
切削加工高强度钢、冷硬钢时:
λs =-30°〜-45°。
3)正交平面中测量的刀具角度
A 前角γO:前面与基面之间的夹角。
(功用:增大前角能减小切削变形和摩擦,降低切削力、切削温度,减少刀具磨损,改善加工质量,抑制积屑瘤等。
但前角过大会削弱刀头强度和散热能力,容易造成崩刃。
因而前角不能太小,也不能太大,应有一个合理数值。
)
○ 1切屑材料:工件材料强度、硬度较低时,应取较大前角,反之应取较小的
前角。
加工塑性材料时,应取较大前角,加工脆性材料时,应取较小的前角。
刀具材料韧性好(高速钢),取较大前角,反之(硬质合金)取较小前角。
粗加工时,取较小前角,精加工时,取较大前角。
前刀面型式(图5-3 前刀面型式)
(1)正前角平面型如图5-3a所示,正前角平面型式的特点为:制造简单能获得较锋利的刃口,但强度低,传热能力差。
一般用于精加工刀具、成形刀具、铣刀和加工脆性材料的刀具。
(2)正前角平面带倒棱型如图5-3b所示,倒棱是在主切削刃刃口处磨出一条很窄的棱边形成的。
倒棱可以提高刀刃强度、增强散热能力,从而提高刀具耐用度。
此时,切屑仍沿前刀面而不沿倒棱流出。
倒棱型式一般用于粗切铸锻件或断续表面的加工。
(3) 正前角曲面带倒棱型如图5-3c所示,这种型式是在正前角平面带倒
棱的基础上,为了卷屑和增大前角,在前刀面上磨出一定的曲面而形成的,常用于粗加工或精加工塑性材料的刀具。
(4) 负前角单面型当磨损主要发生在后刀面时,可制成如图5-3d所示的负前角单面型。
此时刀片承受压应力,具有好的刀刃强度。
因此,常用于切削高硬度(强度)材料和淬火钢材料。
但负前角会增大切削力
(5) 负前角双面型如图5-3e所示,当磨损同时发生在前、后两个刀面时制成负前角双面型,可使刀片的重磨次数增多。
此时负前角的棱面应有足够的宽度,以保证切屑沿该棱面流出。
前刀面型式(图5-3 前刀面型式)
图5-3
B 后角αo :后面与切削平面之间的夹角。
(功用:增大后角能减小后刀面与工件上加工表面间的摩擦,减少刀具磨损,还可以减小切削刃钝圆半径,使刀刃锋利,可减小工件表面粗糙度值。
但后角过大会减小刀刃强度和散热能力。
○ 1粗加工或工件材料较硬,后角取较
小值;工件材料越软、塑性越大,后角
越大;工艺系统刚度较差时,适当减小
后角。
后刀面的型式(图5- 4)后刀面型式
(1)双重后角如图5-4a所示,为
了保证刃口强度,减小刃磨后刀面的工作量,常在车刀后刀面上磨出双重后角。
(2)消振棱如图5-4b所示,为了增加后刀面与工件加工表面之间的接触面积,增加阻尼作用消除振动,可在后刀面上刃磨出一条有负后角的棱面,称为消振棱。
(3)刃带如图5-4a所示,对一些定尺寸刀具,如拉刀、铰刀等,为便于控制外径尺寸,避免重磨后尺寸精度迅速变化,常在后刀面上刃磨出后角为零度的小棱边,称为刃带。
刀具上的刃带起着使刀具稳定、导向和消振的作用。
图5-4
5、刀尖型式的选择(过渡刃的选择)
1)直线过渡刃
如图
5-7a所示,
过渡刃的偏
角κrε≈
κr/2、长度
bε≈
(1/4~
1/5)ap ,
这种过渡刃
多用于粗加
工或强力切
削的车刀
上。
图5-7
2)圆弧过渡刃
如图5-7b所示,过渡刃也可磨成圆弧形。
它的参数就是刀尖圆弧半径rε。
刀尖圆弧半径增大时,使刀尖处的平均主偏角减小,可以减小表面粗糙度数值,且能提高刀具耐用度。
但会增大背向力和容易产生振动,所以刀尖圆弧半径不能过大。
通常高速钢车刀rε=0.5~5mm,硬质合金车刀rε=0.5~2mm。
3)水平修光刃
如图5-7c所示,修光刃是在副切削刃靠近刀尖处磨出一小段κr‘=0o 的平行刀刃。
其长度bε‘≈(1.2~1.5)f,即bε‘应略大于进给量f。
但b ε‘过大易引起振动。
4)大圆弧刃
如图5-7d所示,大圆弧刃.当于水平修光刃。
5)直线过渡刃
如图5-7所示,过渡刃的偏角κrε≈κr/2、长度bε≈(1/4~1/5)ap ,这种过渡刃多用于粗加工或强力切削的车刀上。
二、刀具的材料
金属切削过程除了要求刀具具有适当的几何参数外,还要求刀具材料对工件要有良好的切削性能。
刀具材料(cutting tool materials)在切削时要承受高温、高压、摩擦、冲击、振动,金属切削过程中的加工质量、加工效率、加工成本,在很大程度上取决于刀具材料的合理选择。
1. 刀具材料应具备的性能
(1)高的硬度(常温硬度在HRC60以上)和耐磨性;
(2)足够的强度和韧性;
(3)高的耐热性与化学稳定性;
(4)有锻造、焊接、热处理、磨削加工等良好的工艺性;
(5)导热性好,有利于切削热传导,降低切削区温度,
延长刀具寿命,便于刀具的制造,资源丰富,价格低廉。
2.常用刀具材料
(1) 工具钢 (包括碳素工具钢、合金工具钢和高速钢)
1) 碳素工具钢(carbon tool steel):含碳量较高的优质钢(含碳量为0.7%~1.2%,
如T10A等),淬火后硬度较高(HRC61~65)、价廉,但耐热性较差(200~250℃)。
适应速度:0.1~0.2m/s。
2) 合金工具钢(alloy tool steel):在碳素工具钢中加入少量的Cr、W、Mn、 Si 等元素而的。
(如 9SiCr等),可适当减少热处理变形和提高耐热性与热硬度(300~350℃)硬度: HRC61~65,速度:0.25~0.3m/s。
3) 由于这两种刀具材料的耐热性较低,常用来制造一些切削速度不高的手工工具,
如锉刀、锯条、铰刀、丝锥、板牙等,较少用于制造其它刀具。
(2) 高速钢
1) 高速钢(highspeed steel)是一种加入较多钨、钼、铬、钒等合金元素的高合
金钢。
2) 热处理后硬度可达62~66HRC, 抗弯强度约3.3GPa,有较高的热稳定性、耐磨
性、耐热性。
切削温度在500~650°C时仍能进行切削,允许切削速度:
40m/min 。
3) 适合于制造结构和刃型复杂的刀具,如成形车刀、铣刀、钻头、插齿刀、剃齿
刀、螺纹刀具和拉刀等。
4) 高速钢的分类
按用途可分为:通用高速钢和高性能高速钢。
按制造工艺可分为: 熔炼高速钢、粉末冶金高速钢和表面涂层高速钢。
按基本化学成份可分为: 钨系和钼系。
5) 通用型高速钢 W18Cr4V(18-4-1)由于钨价高,热塑性差,碳化物分布不均匀
等原因,目前国内外已很少采用。
高性能高速钢高性能高速钢是指在通用型高速钢中增加碳、钒、钴或铝等
合金元素,使其常温硬度可达67~70HRC,抗氧化能力、耐磨性与热稳定性进
一步提高。
可以用于加工不锈钢、高温合金、耐热钢和高强度钢等难加工材料。
典型牌号有M42。
粉末冶金高速钢粉末冶金高速钢是用高压氩气或纯氮气雾化熔融的高速
钢钢水而得到细小的高速钢粉末,然后再热压锻轧制成。
适用于制造精密刀具、
大尺寸(滚刀、插齿刀)刀具、复杂成形刀具、拉刀等。
(3)硬质合金
1)硬质合金(carbides)是由高硬度和高熔点的金属碳化物(碳化钨WC、碳化钛
TiC、碳化钽TaC、碳化铌NbC等)和金属粘结剂(Co、Mo、Ni等)用粉末冶金
工艺制成。
硬质合金刀具常温硬度为89~93HRA,化学稳定性好,热稳定性好,
耐磨性好,耐热性达800~1000°C。
硬质合金刀具允许的切削速度比高速钢刀
具高5~10倍(100~300m/min),耐用度比高速钢高几十倍。
但强度、韧度均
较高速钢低,工艺性也不如高速钢。
常制成各种型式的刀片,焊接或机械夹固
在车刀、刨刀、端铣刀等的刀柄(刀体)上使用。
2)硬质合金的分类
钨钴类(WC+Co);YG,属K类
钨钛钴类(WC+TiC+Co);YT,属P类
钨钛钽(铌)类硬质合金(WC+TiC+TaC+(NbC)+Co):YW,属M类3)常用硬质合金的牌号及其性能
K (YG)(钨钴类)类硬质合金(红色):
有较好的韧性、磨削性、导热性,适合加工短切屑的金属或非金属材料,如
淬硬钢、铸铁、铜铝合金、塑料等。
其代号有K01、K10、K20、K30、K40
等,数字越大,耐磨性越低而韧度越高。
精加工可用K01;半精加工可用K10,
K20;粗加工选用K30 。
4)P类(YT)(钨钛钴类)硬质合金(蓝色):
以WC为基体, 添加TiC,用Co作粘结剂烧结而成。
合金中TiC含量提高,
Co含量就低,其硬度、耐磨性和耐热性进一步提高,但抗弯强度、导热性、
特别是冲击韧性明显下降,适合于精加工。
适合加工长切屑的黑色金属,如钢、
铸钢等。
其代号有P01、P10、P20、P30、P40、P50等,数字越大,耐磨性越
低而韧度越高。
精加工可用P01;半精加工选用P10、P20;粗加工选用P30。
5)M类(YW)(钨钛钽(铌)类)(黄色) :
在YT(P)类硬质合金中加入TaC或NbC,可提高抗弯强度、疲劳强度、冲击
韧性、抗氧化能力、耐磨性和高温硬度等,既适用于加工脆性材料,又适用
于加工塑性材料。
适合加工长(短)切屑的金属材料,如钢、铸钢、不锈钢等
难切削材料等。
其代号有M10、M20、M30、M40等,数字越大,耐磨性越
低而韧度越高。
精加工可用M10;半精加工可用M20;粗加工选用M30。
(4)涂层刀具材料
通过气相沉积或其它技术方法,在韧牲较好的刀具基体上,涂覆一层耐磨性好
的难熔金属化合物,既能提高刀具材料的耐磨性,又不降低其韧性。
常用的涂
层(coated)材料有TiC、TiN、Al203及其复合材料等, 涂层厚度随刀具材料不
同而异。
1)TiC涂层:硬度高、耐磨性好、抗氧化性好,切削时能产生氧化钛膜,减小
摩擦及刀具磨损。
2)TiN涂层:在高温时能产生氧化膜,与铁基材料摩擦系数较小,抗粘结性能
好,并能有效降低切削温度。
3)TiC—TiN复合涂层:第一层涂TiC,与刀具基体粘牢不易脱落。
第二层涂TiN,。
减少表面层与工件间的摩擦。
4)TiC-Al203复合涂层:第一层涂TiC, 与刀具基体粘牢不易脱落。
第二层涂
Al203可使刀具表面具有良好的化学稳定性和抗氧化性能。
(注:目前单涂层刀片已很少应用,大多采用TiC-TiN复合涂层或
TiC-Al2O3-TiN三复合涂层)
(4)其它刀具材料
1)陶瓷刀具材料
以氧化铝或以氮化硅为基体再添加少量金属,在高温下烧结而成的一种刀具材料。
其优点是硬度高(91~95HRA),耐磨性、耐高温性能好(1200 ℃下硬度为80HRA),有良好的化学稳定性和抗氧化性,与金属的亲合力小、抗粘结和抗
扩散能力强;
其缺点是脆性大、抗弯强度低(只有硬质合金的1/2),冲击韧性差,易崩刃,所以使用范受到限制;可用于钢、铸铁类零件的车削、铣削加工。
2)金刚石刀具材料
碳的同素异形体,在高温、高压下由石墨转化而成,是目前人工制造出的最坚硬物质。
由于硬度极高,耐磨性好,切削刃口锋利,刃部表面摩擦系数较小,不易产生粘结或积屑瘤,可用于加工硬质合金、陶瓷等硬度达65~70HRC的材料。
也可用于加工高硬度的非金属材料,如石材、压缩木材、玻璃等,还可加工有
色金属,如铝硅合金材料以及复合难加工材料的精加工或超精加工。
缺点是热稳定性差(只有700℃~800℃),强度低、脆性大,对振动敏感,只宜微量切削,与铁有强烈的化学亲合力,不能用于加工钢材。
3)立方氮化硼
立方氮化硼(CBN)是一种人工合成的新型刀具材料,它由六方氮化硼在高温、高压下加入催化剂转化而成。
它有很高的硬度(3500~4500HV)及耐磨性,热稳定性好,化学惰性大,
与铁系金属在1300℃时不易起化学反应,导热性好,摩擦系数低。
因此可用于高温合金、冷硬铸铁、淬硬钢等难加工材料的加工。
三、金属切削加工中的主要现象及规律
1、切屑的形成
如图所示是在直角自由切削情况下的切屑形成过程。
当切削层金属接近始滑移面OA时,将产生弹性变形。
进入OA以后,内部切应力达到材料的屈服点,此时将产生塑性变形,即产生金属晶格的一部分与另一部分的相对滑移。
如图中质点P由点1向前移动的同时,将沿OA面滑移,其合成运动使点1流动到点2。
2~2′就是该滑移量。
还有3~3′、4~4′等滑移量。
随着滑移量的不断增加,变形逐渐强化,切应力也逐渐增大。
在终滑移面OM上,切应力和切应变达到最大值,滑移变形基本结束。
如图(b)所示是切屑形成的示意图。
将金属材料的被切层看作一叠卡片,如1′、2′、3′、4′、5′等,当刀具切入时,卡片被推移到1、2、3、4、5等位置,卡片之间发生相对滑移,滑移方向就是最大切应力的剪切面。
2、切削中的变形
对塑性金属进行切削时,切屑的形成过程就是切削层金属的变形过程。
根据切削过程中整个切削区域金属材料的变形特点,可将刀具切削刃附近的切削层划分为3个变形区,如图所示。
第一变形区是在切削刃前面的切削层内的区域;第二变形区是在切屑底层与前刀面的接触区域;第三变形区发生在后刀面与工件已加工表面接触的区域。
第Ⅰ变形区:滑移面附近的区域,是切削过程中产生塑性变形的主要区域。
OA 称始滑移线,其应力值为τ
s(材料屈服极限),切削层金属到
达OA线时开始产生塑性滑移;
OM称终滑移线,其应力为τmax。
通常第一变形区的厚度仅为
0.2~0.02mm,由此可近似用一剪切
面来代替该区域,剪切面与切削
速度方向的夹角称为剪切角,以
Φ表示
第Ⅱ变形区:刀具前面附近的区
域,切削形成后沿刀具前面流出时,
遇到前面的积压和摩擦,进一步产
生滑移变形并发生卷曲。
第Ⅲ变形区:刀口附近的已加工表面区域,刀具后面与已加工表面间的挤压和摩擦导致的变形。
3、切屑的种类及断屑
1)、带状切屑
切屑的外形呈带状,与前刀面接触的底面光滑,外表面为毛茸
状。
通常加工塑性金属材料,切削厚度较小,切削速度较高,刀具
前角较大时得到带状切屑。
形成这种切屑时,切削过程平稳、切削
力波动较小、已加工表面粗糙度较小,但带状切屑会缠绕工件和
刀具等,需采取断屑措施。
产生带状切屑,其塑性变形还不充分,
滑移还没有达到破裂程度。
2)、挤裂切屑
又称节状切屑,外形与带状切屑相似,外表面呈锯齿形,内
表面有时有裂纹,但变形程度比带状切屑大。
这种切屑是在加工
塑性金属材料,切削厚度较大,切削速度较低,刀具前角较小时
得到的。
此时切削力波动较大,切削过程中产生一定的振动,已加工表面较粗糙。
形成节状切屑的过程中,剪切滑移量大,局部地方滑移已达到破裂程度。
3)、单元切屑
又称粒状切屑,加工塑性较差的金属材料时,在挤裂切屑基础上将切削厚度进一步增大,切削速度和前角进一步减小,使剪切裂纹进一步扩展而断裂成梯形状的单元切屑。
4)、崩碎切屑
切削铸铁等脆性金属材料时,由于材料的塑性差、抗拉强度低,切削层往往未经塑性变形就产生了脆性崩裂,形成不规则的崩碎状的切屑。
此时切削力波动很大,有冲击载荷,已加工表面凹凸不平。
由于它的切削过程很不平稳,容易破坏刀具,也有损于机床,已加工表面又粗糙,因此在生产中应力求避免。
加工脆性材料,切削厚度越大越易得到这类切屑。
崩碎切屑只出现在脆性材料切削过程中。
4、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。
增大前角,切削变形小,不易断屑;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,限制切削用量的提高,严重时会损坏刀具,甚至“闷车”,所以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。
增大进给量可增大切屑厚度,易于断屑。
这是加工中经常采用的一种断屑手段,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。
车削加工时,往往有这样的情况,有时吃刀深了不断屑,吃刀稍浅一点就能断屑。
这是因为当背吃刀量增大时,切削宽度随之增大,薄而宽的切削变形和应力小,不易折断。
当背吃刀量浅时,切屑变得短而厚、变形和应力大,容易折断。
但是如果背吃刀量过小,切屑的截面积减小、应力小,也不容易断屑。
3.)、开设断屑槽
断屑槽是指在刀具前刀面上做出的槽,有折线形、直线圆弧形、全圆弧形3种槽型,如图所示。
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,如纯铜和不锈钢工件等,可选用全圆弧形断屑槽。
四、积屑瘤
1.积屑瘤的成因
切屑沿刀具前面流动时,由于强烈的内摩擦而产生粘结现象,在粘结区内,切屑底层将有一薄层金属材料层积滞留在前刀面上,这部分切屑经过了剧烈的变形,在适当的切削温度下发生强化。
不断地层积,就形成了积屑瘤。
2.积屑瘤对切削过程的影响
1)积屑瘤硬度比工件材料高2-3倍,可以代替切削刃及前刀面进行切削,可以保护切削刃、减小前刀面的磨损;
2)在积屑瘤形成后,刀具的实际前角将明显增大,对减小切屑变形及降低切削力起了积极作用;
3)对于积屑瘤突出于切削刃之外,使实际切削厚度增大,形成“过切现象”,影响工件的尺寸精度;
4)积屑瘤高低不平,会在工件表面造成“犁沟”现象,影响工件的表面粗糙度;
5)积屑瘤脱落的碎片会粘结或嵌入工件表面,影响工件已加工表面的质量。
因此精加工时必须设法抑制积屑瘤的形成。
(中温时最易形成积屑瘤,采用低速或高速切削是抑制积屑瘤的基本措施)
3. 积屑瘤的控制措施
1) 采用低速或高速切削,避开容易形成积屑瘤的切削速度;
2) 增大刀具的前角,以减小刀—屑接触压力;
3) 减小进给量;
4) 提高刀具刃磨质量,降低刀面的表面粗糙度;
5)对工件材料进行适当的热处理,提高其硬度,减小塑性;
6)采用润滑性能好的切削液,减小摩擦。