切屑形态对加工质量和安全的影响

切削加工必然产生切屑。切削过程的各种物理现象都是因切屑的形成而发生，因此金属切削过程分析的出发点就是切屑是如何形成的。

1.切屑的形成过程

如图5-12所示，切削碳钢时，当工件受到刀具的切削作用而受到挤压后，切屑层的金属在初始滑移面OA左下方发生弹性变形，越靠近OA面，弹性变形越大。在OA面上，工件材料的应力达到屈服点R_e，发生塑性变形，产生滑移现象。随着刀具的连续切削挤压，原来处于初始滑移面上的金属被迫不断地向刀具靠拢，应力和变形也进一步加大。在终滑移面OM上，应力和变形达到最大值。越过OM面后，切屑形成，并离开工件沿刀具前面流出。

图5-12 切屑的形成过程

2.切屑的形状

被刀具切削下来的切屑，由于工件材料的性质不同、切削条件不同以及切削过程中变形程度不同，形成四种不同形态的切屑，如图5-13所示。

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图5-13 切屑形状

（1）带状切屑 带状切屑（图5-13a）呈长条形，底面光滑，背面无明显裂纹。一般加工低碳钢等塑性大的材料时，多见这种切屑。切削时形成带状切屑，说明切削力波动小，加工平稳，加工表面质量相对较高。但带状切屑的长条状形态容易缠绕在工件上，刮伤工件已加工表面，或随意自行移动而伤人。所以，对带状切屑要严格加以控制，从而消除带状切屑的不利影响。

（2）节状切屑 节状切屑（图5-13b）背面有较深的裂痕，呈较大的锯齿形，这是由于剪切面上的局部切应力达到材料强度极限所产生的结果。一般加工塑性较低的金属材料，如黄铜，在刀具前角较小，切削层厚度较大、切削速度较低时，容易形成节状切屑。形成节状切屑时的切削力波动较大，切削过程不太稳定，已加工表面粗糙度值较大。

（3）粒状切屑 切削塑性材料时，若整个剪切面的切应力均超过材料的强度极限，使裂痕贯穿切屑横截面，切屑被挤裂呈粒状。这种切屑多在极低的切削速度、较大的进给量时产生。形成粒状切屑时（图5-13c），切削力波动大，切削过程不平稳。已加工表面粗糙度值大。

（4）崩碎切屑 切削铸铁等脆性材料时，材料只发生较小的弹性变形，之后未经塑性变形就被挤裂，形成不规则的碎块状的崩碎切屑（图5-13d）。工件材料越脆硬，越容易产生崩碎切屑。形成崩碎切屑时，切削力波动大，切屑在崩碎的过程中，易损坏刀具，加工表面有挤裂的痕迹，已加工表面的表面粗糙度值增大。

通过对切屑形状的分析可知，切屑的形状可随切削条件不同而发生改变，改变刀具的几何角度和切削用量，可使切屑发生变化。一般认为，对于塑性材料，其切屑最好能出现螺管状，每隔20cm长度时，自动断屑为佳。对于脆性材料，精加工时，应调低切削用量参数，以减小崩碎切屑影响已加工表面质量。