机械加工中零件车削产生的切屑特点及影响

在机械加工领域,零件车削是一个不可或缺的重要环节。然而,车削过程中产生的切屑,不仅关系到加工效率,更对加工质量、刀具寿命以及机床安全等方面有着重要影响。本文将从切屑的形态特点、产生条件及其对加工过程的影响等方面,深入探讨机械加工中零件车削产生的切屑问题。

一、切屑的形态特点及其分类

在机械加工中,切屑的形态特点多种多样,主要根据其形状和形成过程,可分为带状切屑、节状切屑、粒状切屑和崩碎切屑等几种类型。

1. 带状切屑:带状切屑呈现出连绵不断的带状或螺旋状,与前刀面接触的底面比较光洁,上表面无明显裂纹,呈毛茸状。这种切屑在切削过程中比较稳定,切削力波动小,加工表面粗糙度较好。然而,在高速连续切削时,需采取断屑措施,以避免切屑缠绕在工件或刀具上。

2. 节状切屑:节状切屑表现为连续的,但在切屑的上表面及两侧都有裂缝,仅底层连在一起。这种切屑的形成过程中,切削力波动较大,加工表面粗糙度较差。节状切屑的产生,多与前角较小的刀具、较低的切削速度和较大的进给量切削塑性较差的材料有关。

3. 粒状切屑:粒状切屑表现为分离的颗粒状,切削力波动很大,加工表面粗糙度显著增大。这种切屑的形成,是因为在整个终剪切面上剪应力都达到了工件材料的断裂强度,裂纹贯穿了切屑的横断面。粒状切屑在加工塑性差的金属材料时较为常见。

4. 崩碎切屑:崩碎切屑呈不规则的碎块状,切削力波动大,且负荷集中在切削刃附近,对加工表面粗糙度及刀具耐用度不利。这种切屑的形成,是由于切削脆性材料时,工件塑性变形极小,当切削刃切入工件时,切削层材料尚在弹性变形状态中或发生不大的塑性变形后,其内应力已达到材料的断裂强度,随即崩碎为切屑。

二、切屑产生条件及其对加工过程的影响

切屑的产生条件与工件材料、刀具前角、切削速度、切削厚度及切削液等因素有关。工件材料的强度、硬度及塑性等特性,决定了切屑的形态和产生条件。刀具前角的大小、切削速度和切削厚度的变化,也会直接影响切屑的形成和切削过程。切削液的使用,可以通过降低切削温度、减少摩擦阻力等方式,对切屑的形态和切削过程产生积极影响。

在加工过程中,通过观察切屑的形态,可以初步判断切削条件是否合适。可以通过调整切削参数、选择合适的刀具和切削液等措施,优化切屑形态,提高加工效率和加工质量。例如,在加工塑性较好的金属材料时,可以选择较大的刀具前角和较高的切削速度,以产生带状切屑;而在加工塑性较差的金属材料时,则需适当减小刀具前角和切削速度,以避免产生粒状切屑或崩碎切屑。

机械加工中零件车削产生的切屑问题是一个值得关注的重要方面。通过深入了解切屑的形态特点、产生条件及其对加工过程的影响等方面的知识,可以为机械加工过程的优化提供有力支持。