在一定的切削速度范圍內(nèi)切削鋼料、球墨鑄鐵或鋁合金等塑性金屬時(shí)，有時(shí)在刀具前刀面靠近切削刃的部位粘附著一小塊很硬的金屬，這就是切削過程中所產(chǎn)生積屑瘤，也稱刀瘤。

中文名

積屑瘤

外文名

Built-up edge

所屬學(xué)科

機(jī)械工程

別名

刀瘤

產(chǎn)生原因

刀具切削金屬時(shí)產(chǎn)生

形成介紹

切削瘤產(chǎn)生原因

切削過程中，由于金屬的擠壓變形和強(qiáng)烈摩擦，使切屑與前刀面之間產(chǎn)生很大的壓力和很高的切削溫度。當(dāng)壓力和溫度條件適當(dāng)時(shí)，切屑底層與前刀面之間的摩擦阻力很大，使得切屑底層流出速度變得緩慢，形成很薄的一層“滯流層”。當(dāng)“滯流層”與前刀面的摩擦阻力超過切屑內(nèi)部的結(jié)合力時(shí)，滯流層的金屬與切屑分離而粘附在切削刃附近形成積屑瘤。積屑瘤實(shí)質(zhì)上是在切削過程中發(fā)生冷焊的結(jié)果。隨著切削過程的進(jìn)行，積屑瘤不斷長(zhǎng)大，當(dāng)它達(dá)到一定高度后，又因受到切削沖擊和振動(dòng)面會(huì)破裂和脫落，被切屑帶走或嵌附在工件表面上。這一過程基本上在重復(fù)進(jìn)行。

積屑瘤處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，可代替切削刃進(jìn)行切削。

主要因素

由于積屑瘤是在很大的壓力、強(qiáng)烈摩擦和劇烈的金屬變形的條件下產(chǎn)生的。因而，切削條件也必然通過這些作用而影響積屑瘤的產(chǎn)生、長(zhǎng)大與消失。

1、工件材料。當(dāng)工件材料的硬度低、塑性大時(shí)，切削過程中的金屬變形大，切屑與前刀面間的摩擦系數(shù)和接觸區(qū)長(zhǎng)度比較大。在這種條件下，易產(chǎn)生積屑瘤。當(dāng)工件塑性小、硬度較高時(shí)，積屑瘤產(chǎn)生的可能性和積屑瘤的高度也減小，如淬火鋼。切削脆性材料時(shí)產(chǎn)生積屑瘤的可能更小。

2、刀具前角。刀具前角增大，可以減小切屑的變形、切屑與前刀面的摩擦、切削力和切削熱，可以抑制積屑瘤的產(chǎn)生或減小積屑瘤的高度。

3、切削速度。切削速度主要是通過切削溫度和摩擦系數(shù)來影響積屑瘤的。當(dāng)?shù)毒邲]有負(fù)倒棱時(shí)，在極低的切削速度條件下，不產(chǎn)生積屑瘤。隨著切削速度增大，相應(yīng)的切削溫度提高，積屑瘤的高度逐漸減小。高速切削時(shí)，由于切削溫度很高（800℃以上），切屑底層的滑移抗力和摩擦系數(shù)顯著降低，積屑瘤也將消失。所以我們?nèi)粘＞庸r(shí)，為了達(dá)到較低的已加工表面粗糙度的辦法是采用在刀具耐熱性允許范圍內(nèi)的高速切削，或采用低速切削，以防止積屑瘤的產(chǎn)生，提高已加工表面的質(zhì)量。

4、切削厚度。切塑性材料時(shí)，切削力、切屑與前刀面接觸區(qū)長(zhǎng)度都將隨切削厚度的增加而增大，將增加生成積屑瘤的可能性。所以，在精加工時(shí)除選取較大的刀具前角，在避免積屑瘤的產(chǎn)生切削速度范圍內(nèi)切削外，應(yīng)采用減小進(jìn)給量或刀具主偏角來減小切削厚度。

過程影響

積屑瘤對(duì)切削過程會(huì)產(chǎn)生一定的影響，主要表現(xiàn)于以下方面：

1、保護(hù)刀具。金屬材料因塑性變形而被強(qiáng)化，所以積屑瘤的硬度比工件材料的硬度高，積屑瘤能代替切削刃進(jìn)行切削，起到保護(hù)切削刃的作用。

2、増大工作前角。積屑的存在使刀具實(shí)際工作前角增大，可減小切削變形和切削力，切削變得輕快，在粗加工時(shí)有利于切削加工。

3、影響工件尺寸精度。積屑瘤的頂端會(huì)伸出切削刃之外，而且積屑瘤不斷地產(chǎn)生和脫落，使切削層公稱厚度不斷變化，從而影響工件的尺寸精度。

4、影響工件表面粗糙度。積屑瘤碎片可能會(huì)粘附在工件已加工表面上，形成硬點(diǎn)和毛刺，增大工件表面粗糙度。

5、引起振動(dòng)。積屑瘤時(shí)大時(shí)小，時(shí)有時(shí)無，導(dǎo)致切削力產(chǎn)生波動(dòng)而引起振動(dòng)。

6、影響刀具壽命。積屑瘤破裂后若被切屑帶走，會(huì)劃傷刀面，加快刀具磨損。因此粗加工時(shí)希望產(chǎn)生積屑瘤，而精加工時(shí)應(yīng)盡可能避免產(chǎn)生積屑瘤。