二、切削折斷的原理

金屬切削過(guò)程中，切屑是否容易折斷，與切屑的變形有直接聯(lián)系，所以研究切屑折斷原理必須從研究切屑變形的規(guī)律入手。

切削過(guò)程中所形成的切屑，由于經(jīng)過(guò)了比較大的塑性變形，它的硬度將會(huì)有所提高，而塑性和韌性則顯著降低，這種現(xiàn)象叫冷作硬化。經(jīng)過(guò)冷作硬化以后，切屑變得硬而脆，當(dāng)它受到交變的彎曲或沖擊載荷時(shí)就容易折斷。切屑所經(jīng)受的塑性變形越大，硬脆現(xiàn)象越顯著，折斷也就越容易。在切削難斷屑的高強(qiáng)度、高塑性、高韌性的材料時(shí)，應(yīng)當(dāng)設(shè)法增大切屑的變形，以降低它的塑性和韌性，便于達(dá)到斷屑的目的。

切屑的變形可以由兩部分組成：

第一部分是切削過(guò)程中所形成的，我們稱之為基本變形。用平前刀面車刀自由切削時(shí)所測(cè)得的切屑變形，比較接近于基本變形的數(shù)值。影響基本變形的主要因素有刀具前角、負(fù)倒棱、切削速度三項(xiàng)。前角越小，負(fù)倒棱越寬、切削速度越低，則切屑的變形越大，越有利于斷屑。所以，減小前角、加寬負(fù)倒棱，降低切削速度可作為促進(jìn)斷屑的措施。

第二部分是切屑在流動(dòng)和卷曲過(guò)程中所受的變形，我們稱之為附加變形。因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)情況下，僅有切削過(guò)程中的基本變形還不能使切屑折斷，必須再增加一次附加變形，才能達(dá)到硬化和折斷的目的。迫使切屑經(jīng)受附加變形的最簡(jiǎn)便的方法，就是在前刀面上磨出（或壓制出）一定形狀的斷屑槽，迫使切屑流入斷屑槽時(shí)再卷曲變形。切屑經(jīng)受附加的再卷曲變形以后，進(jìn)一步硬化和脆化，當(dāng)它碰撞到工件或后刀面上時(shí)，就很容易被折斷了。

三、斷屑槽對(duì)斷（巻）屑的影響

斷屑槽不僅對(duì)切屑起著附加變形的作用，而且對(duì)切屑的形狀和切屑的折斷有著重要的影響。在切削加工中，人們就是利用斷屑槽的不同形狀、尺寸及斷屑槽與主切削刃的傾斜角，來(lái)實(shí)現(xiàn)控制切屑的卷曲與折斷。為了更好地認(rèn)識(shí)和掌握這些規(guī)律，我們就具體分析一下斷屑槽的形狀、尺寸及斷屑槽與主切削刃的傾斜角度對(duì)切屑形狀與切屑折斷的影響。

1、斷屑槽的形狀

斷屑槽的形狀有直線圓弧型，直線型和全圓弧型三種。

斷屑槽的形狀

（1）直線圓弧型斷屑槽由一段直線和一段圓弧連接而成。直線部分構(gòu)成刀具的前刀面，槽底圓弧半徑Rn的大小對(duì)切屑的卷曲和變形有一定的影響。Rn小，則切屑卷曲半徑小，而切屑變形大；Rn大，則切屑卷曲半徑大，而切屑變形小。在中等切深下（切深ap＝2～6mm ） ，一般可選Rn＝（ 0．4～0．7 ） B ，B 為斷屑槽的寬度。

（2）直線型斷屑槽由兩段直線相交而成，其槽底角為180°－σ（σ稱為斷屑臺(tái)楔角），槽底角（180°－σ）代替了圓弧Rn 的作用。槽底角小，則切屑的卷曲半徑小，切屑變形大；槽底角大，則切屑的卷曲半徑大，切屑變形小。在中等切深下，斷屑臺(tái)楔角一般選用60°～70°。

上述兩種形狀斷屑槽適用于加工碳素鋼與合金結(jié)構(gòu)鋼，一般前角在γ。在5～15°范圍內(nèi)。

（3）全圓弧型斷屑槽的主要參數(shù)槽寬B 、槽底圓弧半徑Rn和前角γ。之間的關(guān)系為：

注：見(jiàn)圖5C

當(dāng)切削紫銅、不銹鋼等高塑性材料時(shí)，常選用全圓弧型斷屑槽。因?yàn)榧庸じ咚苄圆牧蠒r(shí)，刀具前角選得比較大（γ0＝25°～30°）同樣大的前角，全圓弧斷屑槽刀具的切削刃比較堅(jiān)固，另外槽也較淺，便于流屑，故比較實(shí)用。

2、斷屑槽的寬度

斷屑槽寬度B與進(jìn)給量f 、切削深度ap有關(guān)，當(dāng)進(jìn)給量f增大時(shí)，切削厚度增大，斷屑槽的寬度應(yīng)相應(yīng)加寬；切削深度大，槽也應(yīng)適當(dāng)加寬。

固定不變，斷屑槽寬度B的變化對(duì)切屑卷曲和變形的影響。圖9a是槽寬與進(jìn)給量基本適應(yīng)，切屑經(jīng)卷曲變形后碰撞折斷成C形；圖9b是槽不夠?qū)�，切屑卷曲半徑小，變形大，碰撞后折斷成短C形或形成崩碎小片；圖9c則是槽太窄了，切屑擠成小卷堵塞在槽中很難流出來(lái)，造成憋屑甚至?xí)�打壞切削刃；圖9d、e則是槽太寬了，切屑卷曲半徑太大，變形不夠，不易折斷，有時(shí)甚至不流經(jīng)槽底而自由形成帶狀屑。

如果用進(jìn)給量初選斷屑槽的寬度，粗略地說(shuō)，對(duì)于切削中碳鋼，寬度B與進(jìn)給量f 的關(guān)系約為B＝10f ；而切削合金鋼時(shí)，為增大切屑變形，可取B＝7f 。

斷屑槽的寬度B也應(yīng)與切削深度ap相適應(yīng)。一般也可以粗略地依據(jù)ap來(lái)選擇槽寬B，當(dāng)ap大時(shí)，B也應(yīng)當(dāng)大些；而ap小，則B應(yīng)適當(dāng)減小。因?yàn)楫?dāng)切深大而槽太窄時(shí)，切屑寬，不易在槽中卷曲，這樣，切屑往往不流入槽底而自行形成帶狀屑；當(dāng)切深小而槽太寬時(shí)，切屑窄，流動(dòng)比較自由，變形不夠充分，也不易折斷。

3、斷屑槽與主切削刃的傾斜角

斷屑槽與主切削刃的傾斜方式常用的有外斜式、平行式、和內(nèi)斜式三種。

（1）外斜式

外斜式的斷屑槽，前寬后窄，前深后淺。

外斜式斷屑槽的切屑卷曲變形大，如圖11所示，在靠近工件外圓表面A處的切削速度最高而槽窄，切屑最先受阻而卷曲，且卷曲半徑小，變形大；而在刀尖B處，切削速度低而槽寬，切屑最后以較大卷曲半徑卷曲，這就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)力，使切屑翻轉(zhuǎn)到后刀面或待加工表面上，經(jīng)碰撞后折斷而形成C 形屑。