硬质合金刀具积屑瘤

积屑瘤是由切屑堆积在切削刀具前面近切削刃处的一个硬楔块，它是在第Ⅱ变形区（第Ⅱ变形区是指与切削刀具前面接触的切屑底层内产生塑性变形的区域）内，是由摩擦和变形形成的物理现象。在生产中对中碳钢、低碳钢、铝合金等塑性金属进行车、钻、铰、拉和螺纹加工均可能出现积屑瘤。

积屑瘤

积屑瘤及其外形尺寸

积屑瘤形成原因：

一般认为是切屑在刀具前面上粘结（冷焊）造成的，若在"滞流层"内近切削刃处的温度和压力很低，切屑底层塑性变形小，摩擦系数小，粘结不易产生，不易形成积屑瘤；在高温时，切屑底层材料软化，剪切屈服强度σ0.2下降，使摩擦系数μ减小，积屑瘤也不易产生；当压力、温度达到一定程度时，切屑底层材料中切应力超过材料的剪切屈服强度，使"滞流层"中流速为零的切削层被剪切断裂粘结在前刀面上，粘结金属层经剧烈塑性变形后硬度提高，它可代替切削刃继续剪切较软的金属层，依次层层堆积，高度逐渐堵增大而形成了积屑瘤。长高的积屑瘤在外力或振动作用下可能会脫落或局部断裂，继而又重复产生与脱落。

积屑瘤对切削加工的影响是：由于它的硬度高于工件2~3倍，故堆积在切削刃上能代替切削刃切削，并保护了切削刃；增大实际工作前角，减小切削变形；堆积成的钝匠圆弧刃口造成挤压和过切现象，降低加工精度；积屑瘤脱落后粘附在已加工表面上使表面粗糙不平。所以在精加工时应避免积屑瘤产生。

在生产中常采取以下措施来抑制或消除积屑瘤：

1)采用低速或高速切削。切削速度是通过切削温度影响积屑瘤的。以切削45钢为例，在低速υc<3 m/min和较高速度υc≥60 m/min范围内，摩擦系数都较小，故不易形成积屑瘤。在切削速度υc≈20m/min左右，切削温度约300℃，产生积屑瘤的高度达到最大值。

2)减小进给量、增大刀具前角、提高刀具刃磨质量和合理选用切削液，使摩擦和粘结减少，可达到抑制积屑瘤的作用。

3)合理调整各切削参数值，以防止形成中温区域。如选用进给量ƒ=0. 2mm/r、前角γo=0°，消失积屑瘤的切削速度为22m/min；选用进给量ƒ=0.2rnm/r、前角γo=10°，消失积屑瘤的速度为32m/min。

影响切削变形的主要因素

1.加工材料

材料的强度、硬度越高，刀-屑面间正压力越大，平均正应力也越大，摩擦系数减小，而使剪切角增大，因此，切削变形减小。

2.前角

前角增大，楔角减小，切削刃钝圆弧半径减小，切屑流出阻力小，使摩擦系数减小，剪切角增大，故切削变形减小。

3．切削速度

切削速度是通过切削温度和积屑瘤影响切削变形的。由于低速时切削温度低，刀-屑面间不易粘结，摩擦系数小，切削变形小；随着速度提高，温度增高，粘结逐渐严重，摩擦系数增大，切削变形增大；切削速度进一步提高，温度使加工材料剪切屈服强度降低，切应力小，摩擦系数小，因此，切削变形小。

4．进给量ƒ

当进给量增大时，切厚度与切屑厚度增加，使前面上正压力增大，使平均正应力增大，因此，摩擦系数减小和切屑厚度压缩比减小。

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