切屑的卷曲与断屑

切屑的卷曲与断屑是切屑形态控制的主要问题，卷曲是切屑变形的必然，而断屑是切屑变形到一定程度的结果，两者是相互联系并目可以互相转化的，其实质是剪切滑移是否达到材料断裂的极限。其影响因素包括:工件材料的力学性能(如材料成分、硬度、热处理状态等);刀具切削部分的几何参数(如刀具几何角度、断屑槽形状、刀尖圆弧半径等)与损;切削用量三要素的选择与控制(如数控切断、车槽加工中通过程序控制进给量有规律地实现啄式切削强迫断屑);切削液的合理使用(如改变润滑性能、高压切削液断屑与排屑等)等。

切屑卷曲与断屑的控制方法介绍如下

1)自然卷曲。切削过程中第二变形区的挤压与摩擦，使得切屑外层与底层材料变形的差异是切屑自然卷曲的主要因素。

2)卷屑槽与断屑槽。卷屑槽与断屑槽的称呼仅是从其对切屑形态控制的角度而言，其实质均是控制切屑的卷曲，结构形态并无本质的差异。如下图所示卷屑槽是兼顾前角与卷屑的基本形卷屑槽，便于人工刃磨，是传统加工常见的卷屑槽，也是认识与学习卷屑槽的基础。

直线圆弧形和直线形卷屑槽适合碳素钢、合金钢、工具钢等加工，可方便地控制前角y与断屑槽宽度B，并兼顾切削刃强度，仅前者刃稍复杂;对于前角较大的高塑性材料加工(如纯铜等)，宜采用全圆弧形卷屑槽，其可有效增大切削刃强度。卷屑槽宽度B的选择与进给量f与背吃刀量a有关。进给量大，则宽度B应增大;背吃刀量a大，则宽度B也应增大。合理的卷屑形状与参数必须是确保切削卷曲成螺旋形等型式或碰撞折断成弧形(又称C形)切屑，不允许出现切屑堵塞和憋屑等出屑不畅的情况。

现代数控加工，其刀具结构多为机夹可转位式，刀片材料一般为硬质合金材料、粉末冶金方法压制成形，表面涂镀耐磨涂层等，并专业化生产，使得其卷屑槽的形态更为复杂，如下图所示。其变化多端，有基本的槽宽单一型(图a)但更多的是槽宽变化型(图b~e);卷屑槽的构成也出现了三段式(图c、e);切削刃处也有增加倒棱结构(图c~e);卷屑槽的形状也可以做成更为复杂的三维型式(图d、e)。实际中刀片前面的变化远比下图复杂得多，这种多端的变化使其断屑性能达到最佳。

即使有卷屑槽，也必须在一定的切削参数条件下才能可靠断屑，手册中常见一种所谓断屑多边形图便是描述进给量与背吃刀量对断屑影响的图解，如图所示。

断屑是切屑卷曲到一定程度的结果，在带状切屑形态时，若在前面流出时进一步增加正向的弯曲变形，或切屑流出后与外部障碍物碰撞反向变形时均有可能出现断屑图1所示为一种安装在前面上的断屑器，切屑流出时与其碰撞或进一步正向弯曲实现断屑。图2所示为通过控制合适的刀具几何参数(刃倾角入)使切屑流出时碰撞到工件待加工表面或刀具后面反向弯曲而断屑。另外，切屑的自重、离心力等外力也是进一步弯曲而断屑常借助的有效方法。

高压的切削液不仅可以改善切削条件，而且也具有冲击切屑断屑和冲刷切屑的排屑作用。