机械制造技术论文
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积屑瘤
built-up edge
摘要 (2)
前言 (3)
一、积屑瘤的形成 (4)
二、影响积屑瘤的主要因素 (4)
三、积屑瘤的作用 (5)
四、积屑瘤的控制 (5)
五、在精加工时怎样避免产生积屑瘤 (5)
六、总结 (6)
参考文献 (6)
在精切削加工时，为什么采用极低或高速切削时工件表面粗糙度低？为什么采用润滑性能好的切削液、刀具前角大、进给量和刀具主偏角小工件表面粗糙度低？为什么工件材料硬度高、脆性大的材料，在切削时粗糙度低？怎么保证加工质量，值得深思。
本文论述了在切削塑性材料过程中一种常见的物理、力学作用下，积屑瘤的生长条件，消失、防止措施，及对精加工表面粗糙度产生的影响。
本文主要讲述积屑瘤的形成，对其进行分析，寻求最佳方案和控制方法。
关键词：积屑瘤原因分析控制方法
Digest
In precision machining, why use a very low or high-speed cutting of low surface roughness? Why use lubrication cutting fluid, a large rake angle, feed rate and tool surface roughness of the primary angle of small low? Why work-piece material hardness, brittleness of the material, the low roughness during cutting? How to ensure processing quality, it is worth considering. This article discusses the process of plastic materials in cutting a common physical and mechanical effects, the growth conditions BUE, disappeared, prevention measures, and surface roughness on the impact of finishing. This paper describes the formation of BUE, analyze it, find the best programs and control methods.
Keywords:product crumbs tumor cause analysis control method
在常切削过程中，用中等或低的切削速度切削钢、铝或其他塑性金属时，会发现一小块金属牢固地粘附住所用刀具的前刀面上，这一小块金属就是积屑瘤。
积屑瘤是被切金属在切削区的高压和大摩擦力作用下与刀具刃口四周的前刀面上粘结形成的。
这块金属受到加工硬化的影响，其硬度可比基体高2～3倍，因此可以代替刀刃切削。
积屑瘤在切削过程中是不稳定的。
它开始生长到达一定高度以后，发生脆裂，被工件和积屑带走而消失，以后又开始生长，从小到大，又破碎消失，周而复始地循环。
由于它时现时失、时大时小，使工件表面呈高低不平，使粗糙度增大和工件尺寸精度降低。
还由于它的生长与消失，改变着刀具前角，影响着刀具在切削过程中的挤压、摩擦和切削能力，造成工件表面硬度不均匀，还会引起切削过程振动，加快刀具磨损、因此，在精加工时应采取措施，避免产生积屑瘤。
但是，当刀具有负例棱时，在切削过趁耕种积屑瘤比较稳定，可以代替刀刃切削。
由于它长大以后使刀具工作前角增大，使切削力降低。
所以，在粗加工时，应具有积屑瘤。
一、积屑瘤的形成
在用中速或较低的切削速度切削塑性金属材料，而又能形成带状切削的情况下，常在刀具前面上粘结着一些工件材料，它是一块硬度很高（通常为工件材料硬度的2 ~3.5倍）的楔形块，称之为积屑瘤。
如图1
二、影响积屑瘤的主要因素
由于积屑瘤是在很大的压力、强烈摩擦和剧烈的金属变形的条件下产生的。
因而，切削条件也必然通过这些作用而影响积屑瘤的产生、长大与消失。
2.1、工件材料的塑性: 工件材料的塑性越大，越容易生成积屑瘤。
这是由于材料塑性越大，刀-屑间的平均摩擦系数和接触长度都随之增大的缘故。
2.2、切削速度:当工件材料一定时，切削速度则成为影响积屑瘤的首要因素。
切削速度主要是通过切削温度和平均摩擦系数影响积屑瘤的。
切削速度很低时，切削温度不高，内摩擦力大，不容易产生粘结现象；切削速度很高时，切削温度也很高，切削底层金属变软，平均摩擦系数和外摩擦力减小，这两种情况下都不容易形成积屑瘤。
在中等切削速度（Vc=18~20m/min前后的一段速度区间内）时，切削温度约为300~380℃，此时平均摩擦系数最大，外摩擦力也最大，故容易形成积屑瘤。
2.3、刀具前角:刀具前角增大，可以减小切屑的变形和切屑力，降低切削温度，而切削力和切削热可以抑制积屑瘤的产生或减小积屑瘤的高度。
据有关资料介绍，刀具前角γ0≥40时，积屑瘤产生的可能就小。
2.4、切削厚度:切塑性材料时，切削力、切屑与前刀面接触区长度都将随切削厚
度的增加而增大，将增加生成积屑瘤的可能性。
所以，在精加工时除选取较大的刀具前角，在避免积屑瘤的产生切削速度范围内切削外，应采用减小进给量或刀具主偏角来减小切削厚度。
三、积屑瘤的作用
3.1 优点：积屑瘤的硬度比原材料的硬度要高，可代替刀刃进行切削，提高了刀刃的耐磨性；同时积屑瘤的存在使得刀具的实际前角变大，刀具变得较锋利。
3.2 缺点：积屑瘤的存在，在实际上是一个形成、脱落、再形成、再脱落的过程。
部分脱落的积屑瘤会粘附在工件表面上，而刀具刀尖的实际位置也会随着积屑瘤的变化而改变，同时，由于积屑瘤很难形成较锋利的刀刃，在加工中会产生一定的振动。
所以这样加工后所得到的工件表面质量和尺寸精度都会受到影响。
四、积屑瘤的控制
4.1材料的性质材料的塑性越好，产生积屑瘤的可能性越大。
因此对于中、低碳钢以及一些有色金属在精加工前应对于它们进行相应的热处理，如正火或调质等，以提高材料的硬度、降低材料的塑性。
4.2切削速度当加工中出现不想要的积屑瘤时，可提高或降低切削速度，亦可以消除积屑瘤。
但要与刀具的材料、角度以及工件的形状相适应。
4.3冷却润滑冷却液的加入一般可消除积屑瘤的出现，而在冷却液中加入润滑成分则效果更好
五、在精加工时怎样避免产生积屑瘤
在精加工时，积屑瘤是一个有害因素；粗加工时积屑瘤也并非是一个明显有益的因素。
因此，在很多情况下为了减少积屑瘤对加工表面质量的影响，可采取下列措施减少或避免积屑瘤的产生：
5.1对工件材料进行正火或调质处理，以提高其强度和硬度，降低其塑性；
5.2尽量避免采用中等切削速度切削；
5.3增大刀具前角，减小刀-屑接触面间的压力；
5.4采用性能良好的切削液，改善冷却润滑条件，降低切削温度和减小摩擦。
六、总结
6.1精加工时，要避免积屑瘤的发生，必须在积屑瘤产生的切削速度范围以外进行切削加工。
6.2防止积屑瘤产生的措施，要根据切削条件的具体情况予以采用。
采取的方法不同得到结果一定不同。
因此，要根据条件而议，采取必要的措施。
6.3积屑瘤在这一过程的现象看来很小，这一问题往往被忽视，成为精加工时的一大技术问题。
只有重视它，采取相应措施控制它的产生，以达到所加工产品的质量要求。
参考文献
[1] 黄鹤汀，吴善元. 机械制造技术[J]. 机械制造工艺, 1997, (10)
[2] 姚美瑜. 积屑瘤对加工精度的影响[J]. 机电技术, 2007, (01)
[3] 黄逸爽. 论积屑瘤的稳定性[J]. 制造技术与机床, 1986, (01)
[4] 陈章燕. 金属切削新技术[J]. 现代制造工程, 1980, (05)
[5] 郑文虎, 齐海生. 积屑瘤对精加工的影响[J]. 机械工人(冷加工), 2006, (04)。
