车削加工中毛刺的产生及控制

车削加工中毛刺的生成因素的控制

金属切削中产生的切削毛刺严重的影响了被加工工件的尺寸精度和形位精度，并在一定程度上成为后续加工工序作业的障碍（例如在滑动管一序切断过程中产生的端面毛刺若处理不当会影响到滑动管与滑动板焊接工序时的定位），甚至还影响到零件的使用性能和寿命。因此，弄清切削加工毛刺的生成过程、生成机理及影响因素，对开发切削加工中毛刺的抑制与去除方法，保证和提高切削加工质量具有重要的理论意义和实用价值。

按照以切削运动和道具切削刃为基础的切削毛刺分类方法，车削加工中产生的切削毛刺可分为进给方向毛刺（沿进给运动方向产生的切入毛刺和切出毛刺,例如在座管外圆车削中由于刀具的磨损、程序说设定的切削用量、刀具的磨损、切削液和对切屑的控制表面过于粗糙，）和两侧毛刺（沿刀具的主、副切削刃两侧流动所产生的切削毛刺，例如在导向套镗孔后需配备倒角刀倒角已去除边缘毛刺）两类。

一般情况下，沿进给运动方向产生切入进给方向毛刺的尺寸很小。沿刀具主切削刃产生的两侧毛刺只能部分地增大切出进给方向毛刺的高度尺寸，对工件已加工表面质量多无多大影响。但沿刀具副切削刃产生的两侧毛刺一流在工件的已加工表面上，增大其表面粗糙度值，破坏工件的尺寸精度，对切削加工质量产生直接的影响。当加工精度要求不太高时其影响可以忽略。而沿进给运动方向产生的切出进给方向毛刺尺寸最大，去除困难，去除作业量大，它往往成为增大加工成本、降低切削效率的主要原因之一。

金属切削加工中影响切削毛刺的主要因素有被加工工件材料的物理机械性能、刀具的几何参数、切削用量及工件终端部的形态等。

车削加工中进给方向毛刺形成过程：由于各种因素的影响，车削加工中可形成一次毛刺和二次毛刺，一次毛刺的形成大体上经过正常切削、端部变形、继续切削和毛刺形成四个阶段：

1、正常切削从刀具切入工件被切削层后，切削沿着前刀面流出，切削加工顺利进行，在正常切削阶段中，沿这刀具的主、副切削刃产生两侧毛刺，并且沿刀具副切削刃产生的两次毛刺部分的遗留在工件的已加工表面上，影响其质量。

2、端部变形当刀具逐渐接近工件的终端面时在进给分力的作用下，工件终端部开始产生变形其变形量随刀具接近工件终端部的距离缩小而缩小。

3、继续切削随着刀具逐渐接近工件的终端面，工件终端部材料的变形量逐渐增大。由于被加工材料属于非完全刚塑体，具有一定的弹性，尽管工件被切削层与刀具相接触的最外缘点的变形量大于进给量，并依次逐渐的脱离切削，致使实际切削层向刀具的刀尖部位集中。但由于与刀具刀尖相接触部位的被切削层材料的变形量小于进给量，所以仍能维持切削加工的继续进行。

4、当刀具的刀尖即将抵达工件终端面时，刀尖部位的被切削层金属材料的变形量大于进给量。虽然此时刀具仍然沿着进给方向进行，但其切削

工作已经停止，刀具只能将变形很大的部分工件材料推到，使其遗留在工件终端面上形成进给方向毛刺。

一般情况下，一次毛刺的尺寸大，去除作业困难，去除作业量较大。车削加工中二次毛刺的形成大体上经过正常切削、端部变形、裂纹扩展和脱落形成四个阶段。正常切削和端部变形情况和一次毛刺形成下的情况相同，当刀具继续进行逼近工件终端部时，与刀尖相接触的被切削层金属，在进给分力的作用下产生裂纹，并随刀具的继续进行使裂纹加大、扩展，，促使已经形成的一次毛刺在其极限根部与工件终端部脱落，从而形成二次毛刺。二次毛刺的尺寸较小。当加工精度要求不太搞时，一般不需要进行去除作业，但当加工精度要求较高时也需要进行去除毛刺，但其去除容易，去除作业量也较一次毛刺小得多。

切削深度对毛刺影响。随着切削深度的增加，毛刺的高度增大，但当切削深度达到某一数值时，毛刺的高度急剧减小，及形成的毛刺由一次毛刺转变为二次毛刺。此时的切削深度成为临界切削深度，但切削毛刺的根部厚度仍随切削深度的增加而逐步增大，并未因一次毛刺转换层二次毛刺而发生很大的变化。

刀具主偏角、切削用量和刀尖圆弧半径的影响。随着刀具主偏角的增加临界切削深度减小，并且毛刺的根部厚度也相应减小，改变车削加工中的仅给量和刀具的刀尖圆弧半径后，临界切削深度随着进给量的增加，临界切削深度值增大，一次毛刺越不易转换成二次毛刺，因为随这进给量的增加切削厚度增大，刀具对产生形变的工件终端部材料的推挤力增大，易于形成一次毛刺的缘故，粗车时应选一个尽可能大的背吃刀量，然后选择一个比较大的进给量，最后再根据刀具允许的寿命选一个合适的切削速度。随着刀尖圆弧半径的增加，临界切削深度逐渐减小，因为随着刀尖圆弧边检的增加，刀尖部平均正盈利下降，致使工件终端材料的支持刚度相对提高，加速了一次毛刺向二次毛刺的转换。

车削加工中，通过部分地调整切削参数，提高切削速度，减小进给量，增大刀具前角、刀具刃倾角，刀具主偏角、刀尖圆弧半径，提高工件终端部的支持强度和刚度，合理的使用切削液。促使工件终端部材料的脆化，进而抑制或减小车削加工中的毛刺，保证加工资料，提高切削加工效率。

此外，在实际生产加工过程中往往由于毛坯的改换、程序的改动对切削用量的改变等因素，对刀具的磨损、工具的损伤产生影响，例如在毛坯变厚的情况下，切削深度会相应增大，对刀具的磨损加剧，改变主偏角，致使工件毛刺量增大，因此在一个在生产过程中需按照一个合理的步骤进行规范生产，使工件的加工效率、对工具的折损、工人的生产加工工时达到一个合理的平衡点形成一个价值的最大化。