金属切削中的切屑类型 [PDF 注释]

在切割不同形状和尺寸的金属的过程中，会出现切屑形式的材料损失。不同的切削工艺导致产生不同类型的切屑。因此，在本文中，我将向您展示在加工不同材料时可以找到的各种类型的切屑。

什么是金属切削过程中的切屑？

为了使金属具有所需的形状和尺寸，使用各种机床和技术从金属表面去除多余的金属。这种被去除和变形的金属被称为芯片。

在深入了解芯片之前，我们先来了解一下金属切削过程中使用的基本术语。

斜面：

它是所用切削工具的表面。

前角：

• 前刀面与加工面法线之间的夹角。
• 较高的前角可确保更好的切削效果并降低切削力。
• 但是，它可以在一定范围内增加，因为它会减少刀尖上可用的金​​属备份，从而降低刀尖的强度以及通过刀具的散热。
• 它应该是 15 度，并且在需要时可以为零或负值。

后角：

• 它是刀具底面（后刀面）与加工表面之间的角度。
• 提供了后角，以便工具不会摩擦或损坏金属表面。
• 它增加了切削力，因此使用量级为 5-6 度。
• 也称为后角。

筹码形成：

• 当刀具与金属表面接触时，与刀具前刀面接触的金属面发生弹性压缩，然后发生塑性压缩。这会产生剪切并最终开始屈服或断裂。
• 最后，变形的金属或切屑流过工具面并被去除。
• 根据切削条件，切屑会因摩擦而被移除并进一步变形。

金属切削中的切屑类型：

在金属切削过程中存在三种基本类型的切屑：

1. 连续芯片
2. 不连续芯片
3. 具有堆积边缘 (BUE) 的连续芯片。

#1 连续筹码：

当切削过程中形成的切屑没有任何间隔时，这种类型的切屑称为连续切屑。这些切屑是在切割韧性材料（例如钢）时形成的。

形成连续切屑的原因：

• 切割速度要高 ：对于连续金属切屑的形成，要求切削速度或切削速度必须高。如果速度足够高，新材料将在芯片断裂之前被切断。
• 前角必须很大 ：较大的前角有助于金属屑的顺畅流动，从而产生连续的金属屑。
• 材料 必须具有延展性：材料的延展性是生产连续切屑的最重要因素之一。延展性越大，产生的连续切屑就越多。
• 摩擦系数必须尽可能低 ：如果摩擦系数高，则会产生大量热量，这会使材料变脆，不适合连续生产切屑。
• 切深：产生连续切屑的切深必须低。如果切削深度更大，则将倾向于断屑。连续切屑的效果和更好的表面光洁度。由于切深小和切削速度高，在连续切屑的情况下获得的表面光洁度非常好。
• 低功耗 ：在连续切屑的情况下，低摩擦系数和使用润滑剂可减少金属切削过程中消耗的功率。
• 更长的刀具寿命： 切削工具的寿命随着材料的延展性增加，摩擦力更小, 并使用润滑剂。

#2 不连续芯片：

当金属切削过程中出现切屑断裂或断裂时，这种类型的切屑称为不连续切屑。这些切屑是在切削铸铁等脆性材料时形成的。

不连续切屑形成的原因：

• 切割速度低 :低切削速度会导致切屑在刀具前进之前断裂。这会导致产生不连续的芯片。
• 低前角 ：低前角会将切屑推出而不是弯曲，从而产生不连续的切屑。
• 使用脆性材料 ：与韧性材料不同，脆性材料容易断裂，因此会形成不连续的碎屑。
• 高摩擦力 ：如前所述，高摩擦力会产生热量，从而导致材料变脆，从而形成不连续的切屑。
• 更大的切削深度 ：随着切削深度的增加，去除的材料的厚度也会增加。材料厚度增加会导致材料断裂，从而形成不连续的切屑。

不连续芯片的影响：

• 更大的材料去除率 ：在形成不连续切屑的过程中去除了大量材料，这在工件尺寸与所需尺寸之间存在巨大差异时很有帮助。
• 延长低速刀具寿命： 低前角有助于在低速下延长刀具寿命。
• 芯片便于处理： 不连续的薯片体积小，易于处理和丢弃，可以轻松装入容器中进行处理或回收。

#3 具有积聚边缘 (BUE) 的连续切屑：

这是当刀具和工件之间的摩擦非常高时形成的连续切屑类型。由于高摩擦和高温，芯片上焊接的材料非常少。

形成BUE的原因：

• 高温 ：形成积屑瘤的主要原因是温度过高。由于非常高的温度（超过金属的熔点），一些金属被焊接起来，导致芯片上堆积。其余原因都是高温造成的。
• 非常高的摩擦 ：相对于工具和工件而言，温度升高的主要原因是由于高摩擦，这反过来又成为形成积屑瘤的主要原因。
• 冷却液不足： 导致温度升高的另一个因素是冷却剂的使用不足。使用的冷却剂通常是油和水的混合物。
• 材料类型： 为了形成连续切屑，材料必须具有延展性。因此，在韧性材料中，会形成积屑瘤。
• 小前角： 小前角是形成积屑瘤的因素之一。这是因为它是形成连续切屑所必需的。

带有积屑瘤的连续切屑的影响：

• 延长刀具寿命 ：刀具寿命延长，因为形成的切屑保护刀具免受高温影响，从而延长刀具寿命。
• 粗糙的表面处理 ：由于工作表面上存在堆积物，形成了粗糙的表面。
• 耗电量增加： 由于前角小，切削深度大，功耗增加。

总结：

在金属切削过程中，会形成三种类型的切屑。连续切屑的形成提供了极好的表面光洁度，对工件有积极的影响。

不连续切屑的形成对工件有正面和负面的影响。具有积屑瘤的连续切屑的形成主要对工件产生负面影响。