积屑瘤是怎样形成的？影响积屑瘤的主要因素是什么

2025-03-04 20:24:12

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回答（1）：

第一：积屑瘤的形成

切削过程中，由于金属的挤压变形和强烈摩擦，使切屑与前刀面之间产生很大的压力和很高的切削温度。当压力和温度条件适当时，切屑底层与前刀面之间的摩擦阻力很大，使得切屑底层流出速度变得缓慢，形成很薄的一层“滞流层”。

当“滞流层”与前刀面的摩擦阻力超过切屑内部的结合力时，滞流层的金属与切屑分离而粘附在切削刃附近形成积屑瘤。积屑瘤实质上是在切削过程中发生冷焊的结果。

随着切削过程的进行，积屑瘤不断长大，当它达到一定高度后，又因受到切削冲击和振动面会破裂和脱落，被切屑带走或嵌附在工件表面上。这一过程基本上在重复进行。积屑瘤处于稳定状态时，可代替切削刃进行切削。

第二：影响积屑瘤的主要因素

在加工过程中，由于工件材料是被挤裂的，因此切屑对刀具的前面产生有很大的压力，并摩擦生成大量的切削热。在这种高温高压下，与刀具前面接触的那一部分切屑由于摩擦力的影响，流动速度相对减慢，形成滞留层。

当摩擦力一旦大于材料内部晶格之间的结合力时，滞流层中的一些材料就会粘附在刀具近刀尖的前面上，形成积屑瘤。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。

1、工件材料。当工件材料的硬度低、塑性大时，切削过程中的金属变形大，切屑与前刀面间的摩擦系数和接触区长度比较大。在这种条件下，易产生积屑瘤。当工件塑性小、硬度较高时，积屑瘤产生的可能性和积屑瘤的高度也减小，如淬火钢。切削脆性材料时产生积屑瘤的可能更小。

2、刀具前角。刀具前角增大，可以减小切屑的变形、切屑与前刀面的摩擦、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。

3、切削速度。切削速度主要是通过切削温度和摩擦系数来影响积屑瘤的。

当刀具没有负倒棱时，在极低的切削速度条件下，不产生积屑瘤。随着切削速度增大，相应的切削温度提高，积屑瘤的高度逐渐减小。高速切削时，由于切削温度很高（800℃以上），切屑底层的滑移抗力和摩擦系数显著降低，积屑瘤也将消失。

所以我们日常精加工时，为了达到较低的已加工表面粗糙度的办法是采用在刀具耐热性允许范围内的高速切削，或采用低速切削，以防止积屑瘤的产生，提高已加工表面的质量。

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。

积屑瘤对切削过程的影响：

积屑瘤对切削过程会产生一定的影响，主要表现于以下方面：

1、保护刀具。金属材料因塑性变形而被强化，所以积屑瘤的硬度比工件材料的硬度高，积屑瘤能代替切削刃进行切削，起到保护切削刃的作用。

2、増大工作前角。积屑的存在使刀具实际工作前角增大，可减小切削变形和切削力，切削变得轻快，在粗加工时有利于切削加工。

3、影响工件尺寸精度。积屑瘤的顶端会伸出切削刃之外，而且积屑瘤不断地产生和脱落，使切削层公称厚度不断变化，从而影响工件的尺寸精度。

4、影响工件表面粗糙度。积屑瘤碎片可能会粘附在工件已加工表面上，形成硬点和毛刺，增大工件表面粗糙度。

5、引起振动。积屑瘤时大时小，时有时无，导致切削力产生波动而引起振动。

6、影响刀具寿命。积屑瘤破裂后若被切屑带走，会划伤刀面，加快刀具磨损。因此粗加工时希望产生积屑瘤，而精加工时应尽可能避免产生积屑瘤。

以上内容参考：百度百科--积屑瘤

回答（2）：

在切削加工过程中，影响积屑瘤的主要因素如下：
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。
1、工件材料。当工件材料的硬度低、塑性大时，切削过程中的金属变形大，切屑与前刀面间的摩擦系数(大于1)和接触区长度比较大。在这种条件下，易产生积屑瘤。当工件塑性小、硬度较高时，积屑瘤产生的可能性和积屑瘤的高度也减小，如淬火钢。切削脆性材料是产生积屑瘤的可能更小。
2、刀具前角。刀具前角增大，可以减小切屑的变形、切屑与前刀面的摩擦、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。
3、切削速度。切削速度主要是通过切削温度和摩擦系数来影响积屑瘤的。当刀具没有负倒棱时，在极低的切削速度条件下，不产生积屑瘤。以中碳钢为例，切削速度Vc<2m/min时，不产生积屑瘤。当Vc>2m/min～30m/min时，积屑瘤从生产到生长到最大。也即是说，切削温度为300℃ 左右时，切屑与刀具间的摩擦系数最大，积屑瘤达到最高高度。随着切削速度相应的切削温度提高，积屑瘤的高度逐渐减小。高速切削时(Vc> 120m/min)，由于切削温度很高(800℃以上)，切屑底层的滑移抗力和摩擦系数显著降低，积屑瘤也将消灭。所以我们日常精加工时，为了达到较低的已加工表面粗糙度的办法是采用在刀具耐热性允许范围内的高速切削，或采用低速(Vc<5m/min)切削，以防止积屑瘤的产生，提高已加工表面的质量。
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。

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