二、切削折断的原理

金属切削过程中，切屑是否容易折断，与切屑的变形有直接联系，所以研究切屑折断原理必须从研究切屑变形的规律入手。

切削过程中所形成的切屑，由于经过了比较大的塑性变形，它的硬度将会有所提高，而塑性和韧性则显著降低，这种现象叫冷作硬化。经过冷作硬化以后，切屑变得硬而脆，当它受到交变的弯曲或冲击载荷时就容易折断。切屑所经受的塑性变形越大，硬脆现象越显著，折断也就越容易。在切削难断屑的高强度、高塑性、高韧性的材料时，应当设法增大切屑的变形，以降低它的塑性和韧性，便于达到断屑的目的。

切屑的变形可以由两部分组成：

第一部分是切削过程中所形成的，我们称之为基本变形。用平前刀面车刀自由切削时所测得的切屑变形，比较接近于基本变形的数值。影响基本变形的主要因素有刀具前角、负倒棱、切削速度三项。前角越小，负倒棱越宽、切削速度越低，则切屑的变形越大，越有利于断屑。所以，减小前角、加宽负倒棱，降低切削速度可作为促进断屑的措施。

第二部分是切屑在流动和卷曲过程中所受的变形，我们称之为附加变形。因为在大多数情况下，仅有切削过程中的基本变形还不能使切屑折断，必须再增加一次附加变形，才能达到硬化和折断的目的。迫使切屑经受附加变形的最简便的方法，就是在前刀面上磨出（或压制出）一定形状的断屑槽，迫使切屑流入断屑槽时再卷曲变形。切屑经受附加的再卷曲变形以后，进一步硬化和脆化，当它碰撞到工件或后刀面上时，就很容易被折断了。

三、断屑槽对断（巻）屑的影响

断屑槽不仅对切屑起着附加变形的作用，而且对切屑的形状和切屑的折断有着重要的影响。在切削加工中，人们就是利用断屑槽的不同形状、尺寸及断屑槽与主切削刃的倾斜角，来实现控制切屑的卷曲与折断。为了更好地认识和掌握这些规律，我们就具体分析一下断屑槽的形状、尺寸及断屑槽与主切削刃的倾斜角度对切屑形状与切屑折断的影响。

1、断屑槽的形状

断屑槽的形状有直线圆弧型，直线型和全圆弧型三种。

断屑槽的形状

（1）直线圆弧型断屑槽由一段直线和一段圆弧连接而成。直线部分构成刀具的前刀面，槽底圆弧半径Rn的大小对切屑的卷曲和变形有一定的影响。Rn小，则切屑卷曲半径小，而切屑变形大；Rn大，则切屑卷曲半径大，而切屑变形小。在中等切深下（切深ap＝2～6mm ） ，一般可选Rn＝（ 0．4～0．7 ） B ，B 为断屑槽的宽度。

（2）直线型断屑槽由两段直线相交而成，其槽底角为180°－σ（σ称为断屑台楔角），槽底角（180°－σ）代替了圆弧Rn 的作用。槽底角小，则切屑的卷曲半径小，切屑变形大；槽底角大，则切屑的卷曲半径大，切屑变形小。在中等切深下，断屑台楔角一般选用60°～70°。

上述两种形状断屑槽适用于加工碳素钢与合金结构钢，一般前角在γ。在5～15°范围内。

（3）全圆弧型断屑槽的主要参数槽宽B 、槽底圆弧半径Rn和前角γ。之间的关系为：

注：见图5C

当切削紫铜、不锈钢等高塑性材料时，常选用全圆弧型断屑槽。因为加工高塑性材料时，刀具前角选得比较大（γ0＝25°～30°）同样大的前角，全圆弧断屑槽刀具的切削刃比较坚固，另外槽也较浅，便于流屑，故比较实用。

2、断屑槽的宽度

断屑槽宽度B与进给量f 、切削深度ap有关，当进给量f增大时，切削厚度增大，断屑槽的宽度应相应加宽；切削深度大，槽也应适当加宽。

固定不变，断屑槽宽度B的变化对切屑卷曲和变形的影响。图9a是槽宽与进给量基本适应，切屑经卷曲变形后碰撞折断成C形；图9b是槽不够宽，切屑卷曲半径小，变形大，碰撞后折断成短C形或形成崩碎小片；图9c则是槽太窄了，切屑挤成小卷堵塞在槽中很难流出来，造成憋屑甚至会打坏切削刃；图9d、e则是槽太宽了，切屑卷曲半径太大，变形不够，不易折断，有时甚至不流经槽底而自由形成带状屑。

如果用进给量初选断屑槽的宽度，粗略地说，对于切削中碳钢，宽度B与进给量f 的关系约为B＝10f ；而切削合金钢时，为增大切屑变形，可取B＝7f 。

断屑槽的宽度B也应与切削深度ap相适应。一般也可以粗略地依据ap来选择槽宽B，当ap大时，B也应当大些；而ap小，则B应适当减小。因为当切深大而槽太窄时，切屑宽，不易在槽中卷曲，这样，切屑往往不流入槽底而自行形成带状屑；当切深小而槽太宽时，切屑窄，流动比较自由，变形不够充分，也不易折断。

3、断屑槽与主切削刃的倾斜角

断屑槽与主切削刃的倾斜方式常用的有外斜式、平行式、和内斜式三种。

（1）外斜式

外斜式的断屑槽，前宽后窄，前深后浅。

外斜式断屑槽的切屑卷曲变形大，如图11所示，在靠近工件外圆表面A处的切削速度最高而槽窄，切屑最先受阻而卷曲，且卷曲半径小，变形大；而在刀尖B处，切削速度低而槽宽，切屑最后以较大卷曲半径卷曲，这就会产生一个力，使切屑翻转到后刀面或待加工表面上，经碰撞后折断而形成C 形屑。