浅议积屑瘤对数控车削加工过程影响的分析与对策

【摘 要】本文主要分析了积屑瘤对数控车削加工过程的影响，包括其对粗加工的有利，以及对精加工的不利的影响等，从而才能找出控制积削瘤生成的对策，最终扬长避短，提高数控车削加工的效率，降低阻碍。

【关键词】积屑瘤 数控车削 加工 影响 对策

1.前言

在数控车削的加工过程中，当以中等的切削速度对塑性材料进行切削时，黏附于刀具的切削刃上1小块硬度很强的金属，就是积屑瘤。因为积屑瘤会在加工的过程中代替刀尖，发生实际的切削作用，所以对加工的工件尺寸精度及表面的粗糙度会造成影响。需要认真对积屑瘤影响加工过程的内容进行分析，从而得出解决切削加工中影响因素的最佳对策。

2.积屑瘤对数控车削加工过程的影响

积屑瘤主要是被切割的金属在切削区高压及大摩擦力的作用下，与刀具的刃口附近前刀面上粘结而成。在切削的过程中积屑瘤具有不稳定性，它自生长至一定的高度后，会发生脆裂，被工件及积屑带走，又重新生长，由小到大，再次破碎消失，重复地循环。因为积削瘤时有时无、可大可小，致使工件表面出现高低不一。增加粗糙度，降低了工件的尺寸精度；还因它生长和消失会改变刀具的前角，影响刀具在切削时的挤压、摩擦及切削的能力，造成工件的表面硬度不一，还会在切削的过程中出现振动，加快了刀具的磨损。

2.1有利影响

数控车削的过程中出现积屑瘤，其硬度高于刀具材料硬度，并覆盖于切削刃之上，可保护切削刃，使其不至于损害。

2.2不利影响

⑴积屑瘤影响尺寸的精度：积屑瘤前端伸出的切削刃，让存在积屑瘤时切削层的厚度增大，影响加工工件整体的尺寸公差。⑵积屑瘤影响表面粗的糙度：积屑瘤形成之后，就比较稳定地冷焊于前刀面上，包裹切削刃，替代切削刃切削；积屑瘤在伸出切削刃外后，增大整体的切削厚度，但由于切削刃上相异位置各点的积屑瘤伸出量不同，所以积屑瘤的前端代替了切削刃切削的"伪刃"所切出来的表面，极不平整。"伪刃"似轮廓一样是不规则"成形刀"，因此，切出加工的表面是由"伪刃成形刀"所切出来的已成形的表面。因积屑瘤轮廓表面极不规则，所以在已加工的表面上，可沿切削刃与工件运动方向切出平行、深浅不一和宽窄不一的犁沟。

积屑瘤于加工表面切出犁沟属于常见现象，只要积屑瘤一生成就会出现犁沟。铰孔时只要按照一定的条件，积屑瘤会生在铰刀主切的削刃与副切的削刃连接处，此时，积屑瘤会在孔壁上面切出螺旋形犁沟。非高速的切削螺纹的时候，积屑瘤会在螺纹的两侧面同时切出犁沟[1]。

3.积屑瘤的控制对策

3.1形成积屑瘤的影响因素

⑴切削速度：主要是经切削温度及摩擦因数对积屑瘤产生影响，当刀具并未负倒棱时，在极低切削速度的前提下，不会出现积屑瘤。如中碳钢的切削速度Vc低于2m/min的时候，不会出现积屑瘤；而Vc高于2-30m/min时，积屑瘤会逐渐生长，并呈现最大。这就表明，切削温度约300℃时，切屑和刀具之间产生的摩擦因数为最大值，积屑瘤的高度最高。伴随切削速度提升，切削温度也会提高，积屑瘤高度会逐渐减小。高速切削的时候，因切削的温度很高，切屑底层滑移的抗力及摩擦因数会显著降低，积屑瘤也会随之消失。

⑵工件材料：一旦工件材料硬度低，塑性较大时，切削时金属的变形大，切屑与前刀面之间摩擦因数大于1，则接触区的长度就较大。此时，易生成积屑瘤；当工件的塑性小，而硬度较高的时候，积屑瘤生成的可能性及积屑瘤高度也同时减小。切削脆性的材料，产生的积屑瘤可能性会更小；⑶刀具前角：刀具前角出现增大时，会减小切屑变形，以及切屑与前刀面之间的摩擦，切削力和切削热等，从而降低积屑瘤产生的可能性，或者减小积屑瘤高度；⑷切削厚度：切塑性的材料时，切削力、切屑与前刀面的接触区长度等都会随着切削厚度增加而逐渐增大，从而增大出现积屑瘤可能性[2]。

3.2防止积屑瘤生成的措施

⑴降低或者提高切削的速度：可以让切削的温度低于或者高于积屑瘤所产生相对的温度区域，从而控制积削瘤的产生。切削一般的钢材，切削速度Vc高于120m/min或者Vc低于5m/min。已加工的表面粗糙度较低，刀具上的积屑瘤会很小或者不会生成[3]；⑵使用性能较好的切削液：在切削容易生成积屑瘤的工件材料的过程中，可使用性能较好的极压切削油或者植物油，可让切屑与刀具之间形成的膜形成吸附膜，从而减少切屑与刀具间的摩擦，在刀具上也不会产生积屑瘤；⑶增大刀具的前角：积屑瘤产生于较高压力与适宜温度的环境中，当前角增大之后，就会减小切屑和刀具前刀面的接触区压力，使切削力得到减小，切削的温度降低，积屑瘤的生成可能性也会减小；⑷适当地提高工件材料硬度：实施热处理的工艺，利用对材料进行正火和调质等的方法，可提高材料硬度。这是由于材料软和塑性大，因此容易生成积屑瘤。当工件的材料硬度高于50HRC时，无论在哪种切削速度之下进行的切削，都不会产生积屑瘤；⑸降低前刀面表面的粗糙度：可减小切屑和前刀面之间的摩擦，不易生成切屑[4]。

4.结束语

积屑瘤相对比较稳定时，会增大实际的工作前角，降低切削的力和热，对粗加工十分有利。而在精加工的过程中，因积屑瘤会在切削的过程中逐渐生成、长大和消失，会不断地改变刀尖与刃口形状，破坏已加工的表面质量，使粗糙度不断增大，使产品的质量不合格。为了确保加工的精度及工件的表面质量，进行精加工时，需采用措施对积屑瘤的生成进行控制，从而增强数控车削加工的效率。

参考文献

[1]李劲夫.积削瘤对数控车削加工过程影响的分析与对策[J].新技术新工艺

[2]刘志兵.积削瘤状态对微细切削表面轮廓特征的影响[J].光学精密工程

[3]鞠海华.车削加工中的积削瘤控制[J].机床与液压

[4]方科喜.浅谈积削瘤对加工精度的影响[J]