1 試驗材料與試驗方法
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 圖1 試驗加工前后的試驗件 |
2 試驗結果與分析
- 積屑瘤與切削溫度、加工體積、切削速度之間的關系
- 積屑瘤與切削溫度之間的關系
- 由于切削直徑以每切削一次減少2×2.5mm=5mm的等比例變細，而轉速為一定，所以切削速度遞減。同時雖然背吃刀量為2.5mm，但由于切削直徑遞減，所以切削面積遞減，再加上每次的切削加工長度也隨之有所減小，所以切削體積、切削時間也逐漸減少。因此刀具的磨損、發熱及切削熱都將有所不同。這些都將不同程度地對積屑瘤的大小及形成有所影響。
圖2 積屑瘤大小與切削溫度之間的關系
圖3 積屑瘤大小與切削速度之間的關系
圖4 積屑瘤大小與切削體積之間的關系- 圖2所示為積屑瘤大小與切削溫度之間的關系，顯示了LY12、7009A和6061三種鋁合金材料的積屑瘤大小與切削溫度之間的關系。這里的積屑瘤大小為前刀面上的積屑瘤高度。可見，圖線雖然有些波動，但除7009A的關系曲線有下降外，積屑瘤大小隨著切削溫度的升高有所增大。6061整體上大于LY12，黏刀相對嚴重，易于形成積屑瘤。而7009A，積屑瘤之所以隨著溫度增加呈減小趨勢，是由于其延伸率較大，在切削過程中切屑斷屑困難，直徑Ø30時切屑纏繞過于嚴重致使積屑瘤有所脫落所致。
- 由于切削直徑以每切削一次減少2×2.5mm=5mm的等比例變細，而轉速為一定，所以切削速度遞減。同時雖然背吃刀量為2.5mm，但由于切削直徑遞減，所以切削面積遞減，再加上每次的切削加工長度也隨之有所減小，所以切削體積、切削時間也逐漸減少。因此刀具的磨損、發熱及切削熱都將有所不同。這些都將不同程度地對積屑瘤的大小及形成有所影響。
- 積屑瘤與切削速度、加工體積的關系
- 圖3、圖4所示分別為積屑瘤大小與切削速度和切削體積的關系。雖然三種材料的情況各有不同，但在總體上，每種材料積屑瘤的大小均隨著切削速度和體積的增加而增加，然后再隨著切削速度和體積的增加而減小，中間部分值較高。這種現象與上述切削區溫度即切削熱有關，當切削速度高時，由于排屑良好，切屑帶走大量切削熱；切削速度低時，發熱量相對較少，故積屑瘤偏小。積屑瘤大小與切削體積的關系也呈現類似情況，原因相同，這是因為在本切削試驗中，切削體積大時切削直徑也大，切削速度也高，反之則低。
- 鋁合金6061的積屑瘤大小高于LY12，在很大范圍內積屑瘤都顯示比較大的數值。這是由于6061極富黏性的緣故。黏性大，切削加工摩擦大，所以在加工過程中切削溫度一直很高，并且難以降低，因此積屑瘤大。
- 7009A的情況特殊，積屑瘤大，但有脫落現象。這是由于切屑纏繞嚴重所致。
- 另外，采用7009A進行轉速為560r/min條件下的較高速切削試驗，結果發現在此情況下，積屑瘤不易產生。這是因為，當轉速高到一定程度以上時，即使切削直徑變小，切削速度仍保持較高的數值，排屑保持良好，切削區溫度不易升高，切屑的黏結得到緩和的緣故。
- 由上述分析得到結論：在轉速一定、背吃刀量一定的情況下，影響積屑瘤大小的基本原因與工件的直徑、加工體積有關，與切削線速度有關，更主要的是與切削溫度有關，隨著切削溫度的增加，積屑瘤大小增加，而隨著切削速度增加積屑瘤則由小變大再由大變小，即當增加到峰值后又隨著切削速度的增加而降低。其峰值所對應的切削速度隨材料的不同而不同。即當切削速度高于一定值時，積屑瘤將不易產生，這是由于當切削速度較高時切削熱大部分都被切屑帶走，同時由于速度加快，刀具前刀面與切屑底部滯留層之間的摩擦力比較小的緣故。而在低速時，由于背吃刀量一定且不大，單位時間內的金屬切削體積少，所以發熱量也少，因此，積屑瘤產生也相對小。雖然幾種材料材質有所不同，毛坯直徑也略有不同，但從它們的規律來看，還是比較一致的。
a)LY12-Ø40時的積屑瘤
c)LY12-Ø15切屑
b)LY12-Ø15時的積屑瘤圖5 LY12積屑瘤圖 
a)7009A-Ø50時的積屑瘤
c)7079A-Ø15切屑
b)7009A-Ø15時的積屑瘤圖6 7009A積屑瘤圖 - 積屑瘤與切削溫度之間的關系
- 加工過程中的積屑瘤
- 圖5、圖6所示是以上各種材料在不同切削直徑時相對應的積屑瘤圖，其中包括各個加工階段的積屑瘤狀況以及各加工階段的切屑狀況。圖5a、圖5b分別為鋁合金LY12在加工直徑為Ø40和Ø15時的積屑瘤狀況圖。
- 從圖5可見，工件直徑較小時，積屑瘤則比較明顯。根據上述解釋，積屑瘤大小有所不同是由于切削體積和切削溫度的不同所致，當加工試驗件直徑大時，則切削速度高，排屑相對較好，積屑瘤形成相對緩慢，反之直徑較小，切削速度較小，排屑較差，切削區溫度較高，積屑瘤較易形成。
- 從圖6可以明顯看出，工件直徑小時，積屑瘤明顯較大。事實上，隨著直徑的變小，切屑由扁平變成卷曲，切屑始終斷屑困難，導致切削區溫度上升，易于形成積屑瘤，該結果與其延伸率有關。
- 圖7所示是鋁合金6061的積屑瘤圖。
- 圖7可以看到，積屑瘤帶有一點尾巴，顯示了積屑瘤黏結疊加的真實過程、狀況。無論直徑大還是小，都有積屑瘤形成。
3 結語
的結論如下。
- 積屑瘤大小與切削區溫度成正比。
- 與切削鋼件類似，切削鋁合金時，轉速越高越不易產生積屑瘤，而在中轉速情況下則極易產生積屑瘤，即積屑瘤的產生與轉速有關。這是因為低轉速產生熱量少，而高轉速通過切屑帶走熱量多，所以只有中轉速切削區溫度易升高，積屑瘤易產生。定義轉速的高低與每種材料有關。
- 積屑瘤的大小與加工體積有關。以上結論基本上與以往的研究或教科書中所介紹的知識一致。另外，積屑瘤的產生與摩擦有關，而材料的摩擦力則隨材料各不相同，如鋁合金7009A，其延伸率為8% ，高于LY12的2%，而強度和硬度都低于LY12，韌性高，在切削加工時由于摩擦產生的熱量比較多，故積屑瘤也大。從而得出，LY12相對其他兩種鋁合金材料，同樣條件下產生的積屑瘤較小，切削性能較好。
 a)6061-Ø60積屑瘤 |
 b)6061-Ø45積屑瘤 |
 a)6061-Ø15積屑瘤 |
| 圖7 6061積屑瘤圖 | ||
先試著加快轉速看看
總而言之，若使用切削液產生粘屑，改善幾點：
(a)切削液的滲透性不夠，因切削液無法充分進入刀尖的排屑區進行冷卻及潤滑刀具前端，又工件在高溫下是較軟的情況，刀具排屑排不掉，或排不干凈，循環下越積越多
(b)另加強切削液噴嘴的壓力試試，讓噴嘴閥噴強一些，是可以沖掉刀具前端的碎屑
(c)跟刀具也有很大的關系，頓掉的刀具看不出來，但放大后可以發現會有缺角，一切下去不光滑，積屑餾也容一產生
(d)用什么切削液都無妨，就檢查刀具情況，加強噴嘴壓力，再尋問廠家解決，廠家也無法解決時，就換家試試吧