切屑的卷曲與斷屑

切屑的卷曲與斷屑是切屑形態控制的主要問題，卷曲是切屑變形的必然，而斷屑是切屑變形到一定程度的結果，兩者是相互聯系并目可以互相轉化的，其實質是剪切滑移是否達到材料斷裂的極限。其影響因素包括:工件材料的力學性能(如材料成分、硬度、熱處理狀態等);刀具切削部分的幾何參數(如刀具幾何角度、斷屑槽形狀、刀尖圓弧半徑等)與損;切削用量三要素的選擇與控制(如數控切斷、車槽加工中通過程序控制進給量有規律地實現啄式切削強迫斷屑);切削液的合理使用(如改變潤滑性能、高壓切削液斷屑與排屑等)等。

切屑卷曲與斷屑的控制方法介紹如下

1)自然卷曲。切削過程中第二變形區的擠壓與摩擦，使得切屑外層與底層材料變形的差異是切屑自然卷曲的主要因素。

2)卷屑槽與斷屑槽。卷屑槽與斷屑槽的稱呼僅是從其對切屑形態控制的角度而言，其實質均是控制切屑的卷曲，結構形態并無本質的差異。如下圖所示卷屑槽是兼顧前角與卷屑的基本形卷屑槽，便于人工刃磨，是傳統加工常見的卷屑槽，也是認識與學習卷屑槽的基礎。

直線圓弧形和直線形卷屑槽適合碳素鋼、合金鋼、工具鋼等加工，可方便地控制前角y與斷屑槽寬度B，并兼顧切削刃強度，僅前者刃稍復雜;對于前角較大的高塑性材料加工(如純銅等)，宜采用全圓弧形卷屑槽，其可有效增大切削刃強度。卷屑槽寬度B的選擇與進給量f與背吃刀量a有關。進給量大，則寬度B應增大;背吃刀量a大，則寬度B也應增大。合理的卷屑形狀與參數必須是確保切削卷曲成螺旋形等型式或碰撞折斷成弧形(又稱C形)切屑，不允許出現切屑堵塞和憋屑等出屑不暢的情況。

現代數控加工，其刀具結構多為機夾可轉位式，刀片材料一般為硬質合金材料、粉末冶金方法壓制成形，表面涂鍍耐磨涂層等，并專業化生產，使得其卷屑槽的形態更為復雜，如下圖所示。其變化多端，有基本的槽寬單一型(圖a)但更多的是槽寬變化型(圖b~e);卷屑槽的構成也出現了三段式(圖c、e);切削刃處也有增加倒棱結構(圖c~e);卷屑槽的形狀也可以做成更為復雜的三維型式(圖d、e)。實際中刀片前面的變化遠比下圖復雜得多，這種多端的變化使其斷屑性能達到最佳。

即使有卷屑槽，也必須在一定的切削參數條件下才能可靠斷屑，手冊中常見一種所謂斷屑多邊形圖便是描述進給量與背吃刀量對斷屑影響的圖解，如圖所示。

斷屑是切屑卷曲到一定程度的結果，在帶狀切屑形態時，若在前面流出時進一步增加正向的彎曲變形，或切屑流出后與外部障礙物碰撞反向變形時均有可能出現斷屑圖1所示為一種安裝在前面上的斷屑器，切屑流出時與其碰撞或進一步正向彎曲實現斷屑。圖2所示為通過控制合適的刀具幾何參數(刃傾角入)使切屑流出時碰撞到工件待加工表面或刀具后面反向彎曲而斷屑。另外，切屑的自重、離心力等外力也是進一步彎曲而斷屑常借助的有效方法。

高壓的切削液不僅可以改善切削條件，而且也具有沖擊切屑斷屑和沖刷切屑的排屑作用。