积屑瘤的产生和避免方法

在一定范围的切削速度下切削塑性金属形成带状切屑时，常会发现在刀具前刀面靠近切削刃的部位黏附着一小块很硬的金属楔块，这就是积屑瘤，或称刀瘤。

1.积屑瘤的形成

当切屑沿刀具的前刀面流出时，在一定的温度与压力作用下，与前刀面接触的切屑底层受到很大的摩擦阻力，致使这一层金属的流出速度减慢，形成一层很薄的滞流层。当前刀面对滞流层的摩擦阻力超过切屑材料的内部结合力时，就会有一部分金属黏结或冷焊在切削刃附近，形成积屑瘤。

积屑瘤形成后不断长大，达到一定高度又会破裂，而被切屑带走或嵌附在工件表面上。上述过程是反复进行的，如图1-19所示。

图1-19　积屑瘤的形成与脱落

2.积屑瘤对切削加工的影响

在形成积屑瘤的过程中，金属材料因塑性变形而被强化。因此，积屑瘤的硬度比工件材料的硬度高，附着在刀尖上，能代替切削刃进行切削，起到保护切削刃的作用。同时，由于积屑瘤的存在，增大了刀具的实际工作前角，使切削轻快。所以，粗加工时可利用积屑瘤保护刀尖。(www.xing528.com)

但是，积屑瘤的顶端伸出切削刃之外，而且在不断地产生和脱落，使切削层公称厚度不断变化，影响尺寸精度。此外，积屑瘤还会导致切削力的变化，引起振动，并会有一些积屑瘤碎片黏附在工件已加工表面上，增大表面粗糙度和导致刀具磨损。因此，精加工时应尽量避免积屑瘤产生。

3.积屑瘤的控制

影响积屑瘤形成的主要因素有工件材料的力学性能、切削速度和冷却润滑条件等。

就工件材料的力学性能来说，影响积屑瘤形成的主要是塑性：塑性越大，越容易形成积屑瘤。例如，加工低碳钢、中碳钢、铝合金等材料时容易产生积屑瘤。要避免积屑瘤的产生，可将工件进行正火或调质处理，以提高其强度和硬度，降低塑性。

在对某些工件材料进行切削时，切削速度是影响积屑瘤形成的主要因素。切削速度是通过切削温度和摩擦来影响积屑瘤形成的。以切削中碳钢为例，在低速（vc＜5 m/min）切削时，切削温度低，切屑内部结合力较大，刀具前刀面与切屑间的摩擦小，积屑瘤不易形成；当切削速度增大（vc=5～50 m/min）时，切削温度升高，摩擦加大，则易于形成积屑瘤；但当切削速度很高（vc≥100 m/min）时，切削温度高，摩擦减小，不形成积屑瘤。

抑制或消除积屑瘤可采取以下措施：加工时控制切削速度，采用低速或高速切削，避开产生积屑瘤的切削速度区；采用高润滑性的切削液，使摩擦和黏结减少，降低切削温度；适当减少进给量、增大刀具前角、减小切削变形，降低切屑接触区压力；采用适当的热处理来提高工件材料的硬度、降低塑性、减小加工硬化倾向。

为了避免形成积屑瘤，一般精车、精铣采用高速切削，而拉削、铰削和宽刀精刨时，则采用低速切削。