一、切屑形成原理
切屑是材料在刀具作用下发生复杂变形后从工件表面剥离产生的。刀具切削刃与工件接触时，材料先受压缩产生弹性和塑性变形，当应力达屈服强度，在剪切面滑移、挤压和剪切开，随后被刀具前角推动形成切屑。刀具几何形状（前角、后角、刃口形状）、材料性质、加工参数和摩擦热量都影响切屑形态。例如，大前角刀具易形成连续切屑，小前角或负前角刀具易形成断裂切屑；加工脆性材料易产生断屑，加工延展性好的材料易形成连续切屑。
二、切屑类型
连续切屑
常见于加工低碳钢、铝合金和铜合金等延展性好的材料。
切屑沿刀具前刀面平滑流出，呈长条或螺旋状。优点是在高切削速度下能保证较好表面光洁度，缺点是切屑过长易缠绕刀具或工件，影响加工效率和安全，需合理排屑。
断屑
通常在加工铸铁、青铜等脆性材料时产生。
切屑在剪切面迅速破裂，形成较短切屑，有利于排出，减少刀具磨损，但工件表面质量稍差。
积屑瘤切屑
多在加工延展性材料且切削条件不理想（如低切削速度、不充分冷却润滑）时出现。
切削温度升高时，部分切屑在刀具前刀面粘附形成积屑瘤，会改变刀具几何形状，使切削不稳定，产生工件表面划痕，加剧刀具磨损，影响加工精度，可通过提高切削速度、使用冷却液或涂层刀具控制。
剪切带切屑
出现在加工钛合金或耐热合金等高强度合金材料时。
材料在剪切区有明显塑性变形，形成波浪状剪切带，伴随高切削温度和大切削力，易导致刀具快速磨损，加工时需高性能刀具材料和充分冷却液系统。
三、高效断屑的困难
连续切屑处理困难
加工延展性材料时，切屑不易断裂，长切屑易缠绕刀具或工件，导致加工中断、划伤工件、机床故障，且会阻塞排屑通道，增加摩擦热，加速刀具磨损，降低加工效率，需精确控制切削参数和有良好排屑系统。
非脆性材料断屑挑战
加工延展性高的材料时，切屑不易自然断裂，实现稳定断屑较难。若断屑过于频繁，会增加切削振动和噪音，影响工件表面质量和加工精度。
积屑瘤切屑控制难点
核心问题是切屑局部粘附和堆积，常见于加工铝、铜等延展性金属。积屑瘤会改变刀具形状，导致切削力和角度变化，产生工件表面划痕、不规则粗糙度和尺寸偏差，增加刀具磨损和加工成本，需通过冷却润滑、选择合适切削速度和刀具涂层控制。
剪切带切屑难点
出现在高强度合金或难加工材料切削中，材料塑性变形产生的剪切带会导致大切削力和高温，使刀具磨损加剧，高温还可能使刀具软化或崩刃，其波浪状结构会增加加工振动，影响精度，需高性能刀具材料、先进涂层和高效冷却系统。
四、实现高效断屑的要点
了解材料特性
加工延展性高的材料（如铝合金、低碳钢），可提高进给量（如0.2-0.4毫米/齿），适当降低切削速度（如300-400米/分钟）来增加剪切力使切屑断裂。加工脆性材料（如铸铁），切削速度控制在100-150米/分钟，进给量0.1-0.2毫米/齿。
设置切削参数
增加进给量能增加剪切力促进断屑，如加工低碳钢时，将进给量从0.1毫米/齿提高到0.25毫米/齿。切削深度适度增加（1-3毫米，对于高强度合金材料，切削速度推荐150-250米/分钟。
优化刀具几何形状
加工延展性材料，前角设为10°-15°，后角5°-10°。加工脆性材料，使用负前角（-5°-0°）刀具，刃口钝化控制在0.05-0.1毫米。
冷却和润滑
切削高温合金或高强度材料，使用高压冷却液（20-50巴，流量20-30升/分钟）。加工延展性材料，油基冷却液有助于减少切屑黏附，保证顺利排屑。
