摘要： 切屑形態是（shì）影響深孔加工排（pái）屑的關鍵性因素（sù）。通過（guò）對40CrMoA 進行鑽削的過程，研究錯齒BTA 深孔鑽3 個切（qiē）削刃（中心（xīn）刃，中間刃和邊刃）產生的切屑形（xíng）態，計算切屑的變形係數；分析在同一切削條件下錯（cuò）齒BTA 深孔鑽產生3 種不同切屑形態的原（yuán）因， 為深（shēn）孔鑽削40CrMoA 切削參數以及刀具的優化打下基礎。
 
        關（guān）鍵詞： 深孔加工； 40CrMoA； 錯齒BTA 鑽； 切屑形態； 變（biàn）形係數
 
        0 前言
 
        隨著裝（zhuāng）備製造業的進步，發展迅速的（de）深孔加工（gōng）技術卻受到諸多問題的製約。封閉條件下切削，斷屑和排屑困難，係統剛性差,加工質量難以保證等都（dōu）是深孔（kǒng）加（jiā）工中（zhōng）急需解決的問（wèn）題（tí）。其中，斷屑和（hé）排屑是深孔鑽刀具（jù）設計和使用最大課題。
 
        由（yóu）於40CrMoA 的塑性大， 導熱性差等原因，在鑽削過程中經常（cháng）出現切屑堵（dǔ）塞、刀具磨損嚴重（chóng）、表（biǎo）麵質量差等問題，導致加工不能高效、連續進（jìn）行。為了提高40CrMoA 的產品合格率和鑽削效率（lǜ），運用單因素（sù）實（shí）驗法， 對其（qí）鑽削後的（de）切屑形態進行分析，為（wéi）鑽削40CrMoA 切削（xuē）參數以及刀具的優化打下基礎。
 
        1 、實驗條件（jiàn）
 
        設備T2120 深孔鑽床，工具為顯微鏡。刀具可轉位錯齒BTA 深孔鑽（zuàn）（其刀片材料及其角度如表1 所示）。
 
        工件（jiàn）材料40CrMoA，HB260。加工方式工件旋轉（zhuǎn）、刀具進給。加工（gōng）孔徑尺寸直徑準30 mm，長度960 mm。
 
        表1 錯齒BTA 三刀齒的材（cái）料及角度
 
        2 、數據（jù）收集及結果分析
 
        保持主軸轉（zhuǎn）速630 r/min， 進（jìn）給量0.047 mm/r，分階段采集（jí）孔（kǒng）加工過程（chéng）中產（chǎn）生的具有代表性的切屑，在工具顯微鏡下測量切屑厚度及寬（kuān）度，每個切屑分多次測（cè）量得到其寬度和厚度的平均值，並計（jì）算切屑的變形係數。為使實驗結果更加清晰，運用Matlab 軟件對（duì）數據（jù）進行處理，如圖1、圖2 所示。

        2.1 切屑變形係數的計算
 
        根據金屬切削原理，在切削過（guò）程中，刀具切下的（de）切屑厚度ach通常都要（yào）大於工件上的（de）切削層厚度ac， 切屑（xiè）厚度與切削層厚度之比稱為切（qiē）屑變形係數，即

        根據式（1）、式（2）計算切屑變（biàn）形係數（shù）如圖3 所示。

        2.2 試（shì）驗結（jié）論
 
        （1）40CrMoA 在同一切削條（tiáo）件下，BTA 鑽頭（tóu）3個刀齒產生的切屑形態（tài）變化不一。就切屑厚度而言，中心（xīn）齒、中間齒產生切屑厚度變化較為明顯；邊齒產生的切屑在入鑽和出鑽2 個階（jiē）段厚度有（yǒu）明顯的變化，加工過程中切屑厚度幾乎穩定在0.12 mm。就切屑寬度（dù）而言，中心齒所產生的切屑寬度變化明顯； 中間齒和（hé）邊齒（chǐ）所產生的切屑寬度總體趨於穩定，但在加工過程（chéng）中（zhōng）的（de）某一階段由於加工振動會有些變（biàn）化（huà），加工恢複常態（tài）後趨於穩定。通過對各個刀齒切屑寬度（dù）的測量，證明深孔加工切屑不僅存在向上卷曲，也存在橫向卷曲（qǔ），切屑寬度係數也（yě）是衡量切（qiē）屑折斷和（hé）流出的重要參（cān）數之一；
 
        （2）通過對BTA 鑽（zuàn）頭3 個刀（dāo）齒所（suǒ）產生的切屑的（de）屑（xiè）型分析， 中心齒（chǐ）切屑多為C 形屑和螺卷狀切屑，中間齒切屑多為軟皺帶狀切屑，邊齒切屑（xiè）多（duō）為長硬帶狀切屑。中間齒（chǐ）切屑和邊齒（chǐ）切屑（xiè）極易發生相互纏繞的情況，造成排屑通道堵塞；
 
        （3）鑽削40CrMoA 過程中，切屑變形係數（shù）在4左（zuǒ）右時，產（chǎn）生C 形屑；切屑變形係數在2.5 左右時，產生帶狀切屑。說明鑽削40CrMoA 要盡（jìn）量調整加工參數，使其切（qiē）屑變形係數保持（chí）在4 左右，能夠（gòu）保證切屑的順利（lì）排（pái）出。
 
        BTA 刀具鑽削40CrMoA 過（guò）程中3 個刀齒產生上述切屑形態的（de）原因主要是鑽削過（guò）程中，切削速度沿邊刃到中心逐漸減小直至接近0， 而切屑流出速度主要受切削速度的影（yǐng）響，從而導致了BTA 刀具3個刀齒所產生的切屑形態差別很大。中心齒切削速（sù）度和切屑（xiè）速度都很小，切屑（xiè）變形大、硬化嚴重，易折斷，從而產生C 形屑；中間齒、邊齒切（qiē）削速度大（dà），切
屑變形小、塑性大，不易折斷，從而產生軟皺狀和長硬帶狀切屑。
 
        3 、結語
 
        錯齒BTA 鑽（zuàn）3 個刀齒產生的切屑形態差別很（hěn）大，中心齒切屑多為C 型屑或螺卷狀切屑，容易排出；中間齒切屑多為軟皺（zhòu）帶（dài）狀（zhuàng）切屑，不易（yì）排出；邊齒切（qiē）屑多為長硬帶狀切屑，較難排出。影響40CrMoA深孔加工排屑的主要因（yīn）素是中間齒和邊齒所產生的切（qiē）屑。在實際加工過程中，通過觀察切屑形態，適時的改變（biàn）切削參數，獲得容（róng）易排出的C 形屑，是本試驗研究的（de）意義所（suǒ）在。