切屑评判法在中职车削加工中的应用

摘 要：本文阐述了切屑评判法的含义和作用以及它在实操教学中产生的效果，并结合笔者的教学实践，对切屑评判法在车削实操教学中的应用进行了探讨，以提高中职车工实操教学的实效。

关键词：中职；车削加工；切屑评判法；实操教学

车削是指在车床上利用工件的旋转运动和刀具的直线运动（或曲线运动）相配合切去工件上多余的材料，以达到图样要求的一种加工方法，是最重要的金属切削加工之一。切屑是指车削时，工件每转一转，主刀刃相邻两位置间被切削下来的那一层金属层，切屑伴随着车床车削加工的开始而产生。合理选择切削用量和刃磨好刀具是操作者在车削加工中的关键技术，切削用量是切削过程中的切削速度、进给量、切削深度的总称。

一个有经验的车工师傅走进车工实训车间，能通过观察切屑的形态来判断操作者技能水平的高低。这其中有什么奥秘呢？笔者带着这个疑问，研究了有关资料，结合多年的工作经验，总结出用于实战的切屑评判法，并广泛用于实操教学。本文以数控专业的车削为例，分析切屑评判法的定义、作用和在实操教学中产生的效果。

一、切屑评判法的含义

在车削加工的实操课中，一般都选用45号钢作为工件的材料，车刀选用硬质合金，车削时几乎不使用切削液，这样可以清晰地看到学生车削时落下的切屑的形状和颜色，因为切屑形态受制于刀具各部位的几何参数和切削用量的大小。换言之，切屑形态反映了当时或者之前的一些车削情况，是切削加工过程的记录。切屑评判法就是通过对切屑形态的评估，来判断切削用量、刀具参数、切削过程是否合理的方法。

切屑评判法对切屑的观察、评价和判断主要有三个方面的内容：一是切屑的颜色，它反映了切屑形成时的温度，切削时的温度越高颜色越深。二是切屑的横截面积，金属切削层的横截面积由进给量和切削深度决定，这也决定了切屑的横截面积，它反映了切削用量的大小。三是切屑的形状，切削时切屑从刀面流出，它反映了刀具的几何参数，刀具是影响切屑的形状的最重要因素。

二、几种典型切屑的寓意

刀具几何外形和切削用量的不同，会产生不同的切屑，在中职车削实操教学中常出现以下形态的切屑。

（1）杂碎切屑。此类切屑形状不统一，呈现针状、片状等不规则的小颗粒，颜色多数为黄白，切屑的横截面积很小。这是由于切削用量太小、刀具可能存在磨损崩缺或操作者使用手动而造成。这说明操作者技能低下，是初学者特有的表现，学生应检查车刀是否磨损，再重新选择切削用量。

（2）带状切屑。它的内表面光滑，外表面毛茸，形状像一条带子连绵不断，经常缠绕工件或刀具表面，且不易清除，不仅划伤工件表面、损坏车床，而且极易伤人，颜色为黄蓝，切屑的横截面积偏小。这多是由于操作者使用自动走刀，刀具的几何形状和参数都比较简单，没有考虑断屑处理，这表明操作者的技能水平有待提高。为避免安全事故发生，应在车刀上磨出断屑槽或台阶，不要在车削中出现带状切屑。

（3）C形切屑，又称弧形切屑。车削一般碳钢、合金钢工件时，若采用带卷屑槽的车刀，则易形成C形切屑。切屑经卷屑槽流出后碰到车刀后面折断，而且能定向落下，一般不易伤人，称为“可接受”的良好屑形。如果操作者此时是在粗车，切屑的颜色为黄蓝，切屑的横截面积基本上达到车床允许的切削用量标准，说明操作者的车削加工正常合理。

（4）短螺旋切屑。此切屑形状为螺旋形，经卷屑槽流出后靠自身重量甩断，切屑不会出现飞溅现象。切削平静稳定，精车时切屑的横截面积较小，高速光刀时切屑为蓝色，低速光刀时切屑为银白色，如果操作者在精车时出现上述的短螺旋切屑，说明操作者正确选择了切削用量和刀具的几何参数。

三、切屑评判法在车削实操教学中的应用

（1）表现在对切削用量的判定。在车削实操课中，教师一般都根据工件材料、技术要求、刀具材料等因素来选择切削用量，并以指导学生进行切削加工。但在车削过程中存在诸多因素的变化和不确定性，往往难以达到教师给出的切削用量。究竟选用怎样的切削用量为之合理，笔者认为应用切屑评判法能有效解决这个难题。如在粗车时，切屑的横截面达到要求，且颜色为黄色或淡蓝色，表明切削用量合适；如果切屑发黑，切削时伴有火星，表明切削用量过大，切削速度太快；如果切屑为银白色，表明切削用量过小。

（2）表现在对刀具几何参数的判定。在实操课中，有的学生可能会进刀时不小心，把刀撞崩了，要去磨刀；有的切削速度太快，车刀磨损也快，也要磨刀。频繁的磨刀，使车刀的角度、表面粗糙度、断屑槽等都变了样，引起切削力和工件表面的粗糙度值增大，引起切屑形状和颜色的改变。但教师少，学生多，切削过程中刀具几何参数究竟那些不合理，需要做怎样的修磨，教师很难掌握。使用切屑判定法问题就简单多了，如果学生车削时出现杂碎切屑或带状切屑应停机修磨车刀；如果是C型切屑或短螺旋状的良好切屑，车削可继续进行。切屑形态的改变说明刀具几何参数已经改变，教师应提醒学生注意。

（3）表现在对切削过程的判定。当前许多被认可的教学方法，都非常注重过程，切削加工也是如此。如同样完成了一个合格的工件，有的学生可能选择了合理的切削用量，刀具仅有轻微的磨损，而且效率很高；有的学生可能会损坏了几把车刀，而且双手可能还被切屑刺伤、烫伤，因此，只看结果往往不能掌握学生的专业技能水平。而切屑评判法可以对操作者之前留下的切屑进行评判，很容易观察到不同时间段出现的切屑是否良好，从而能较准确判定该学生的整个切削过程是否合理。

（4）表现在保护了师生和车床的安全。从普通车床的结构和操作者所处的位置可以看出，若切屑的断屑处理的不好，不良切屑很容易伤害师生和车床的安全，主要表现为划伤和烫伤，尤其是加工脆性材料产生的崩碎切屑极易伤害师生的眼睛。运用切屑评判法能帮助控制切屑的卷曲、流出和折断，尽量避免不良切屑的产生。

四、运用切屑评判法的注意事项

（1）切屑评判法属于辅助和参考的范畴。由于切屑形成的原因比较复杂，并受诸多因素的影响，落下的先后顺序也不能有序排列，观察分析的时间也很短。所以，切屑评判法不能精准判断出切削用量和刀具参数的具体数据，只能为切削加工提供参考和帮助。此法可结合车床的震动和声音一起考虑，灵活运用才能收到更好的效果。

（2）切屑评判法要结合实操现场的条件来判断。在实操时，学生使用的车床、刀具和材料各不相同，操作者的加工目的也会不一样，教师必须了解产生这些切屑的现场条件后，才能下评判结论。如在精车时，有时会采用低速光刀的切削方法，切屑会是银白色而且细小。如果你用粗车的切屑要求来进行评判，那就脱离实际了。

五、切屑评判法的教学效果

（1）提高了教学质量和教学效率。使用切屑评判法解决了车削实操课中的许多难点，教师既可以快速点评某个学生车削时的优缺点，指出应注意的问题，也可以及时发现学生之前的车削过程是否合理，对学生的技能水平做到心中有数。在教师快速正确的指导下，学生思路清晰自信心增强，均能合理选择切削用量和刀具的几何参数，掌握了车削加工中的关键技术，实操教学的质量明显提高。还有，使用切屑评判法有了评价车削加工的依据，不至于在实操中出现过多的考虑和争论，提高了教学效率。

（2）提高了学生的专业技能水平。切屑评判法直观、易懂，能帮助学生高质量、高效率地完成工件制作。学生在车削加工中运用此法，经过一段时间的实操练习，收到了立竿见影的效果。学生的车削技能水平明显提高，在期末的车工实操考试中成绩优良，有的学生还参加了省市举行的普车、数车技能大赛，都取得良好的成绩。学生还都参加了市里举行的普车、数车职业技能鉴定考试，合格率达到95以上。

（3）激发了学生主动学习的热情。中职生普遍存在学习不主动的现象，但在使用切屑评判法之后，学生既要注意工件的尺寸，又要观察切屑的形态，还从切屑的形态来验证车削用量和刀具参数的合理性。学生独立思考，互相讨论的现象明显增多，使用切屑评判法改变了许多学生的学习态度。有的学生还利用课余时间到图书馆查阅资料，学生主动学习的风气日趋浓厚。

切屑评判法源于机床加工的实践。常规的车削加工注重切削用量、刀具和工件的质量，对于加工过程和产生的切屑关注较少，特别是利用切屑的形态来评判整个切削过程是否合理极少提及。切屑评判法主要是针对中职学校的初学者，实践表明效果良好。切屑评判法不仅仅局限于车削加工，对于铣削、钻削、刨削等机床加工同样适用，它弥补了常规教学方法中的不足，增加了评价教学效果的内容，为提高数控专业的实操教学效果产生了积极作用。

（作者单位：清远市职业技术学校）

参考文献：

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