切斷和切槽工藝是車削加工的重要組成部分，同時(shí)也帶來(lái)了許多獨(dú)特的挑戰(zhàn)。在加工過(guò)程中，機(jī)床和刀具剛性、冷卻條件、編程工藝、刀具性能等諸多因素的限制，會(huì)給加工效率、加工質(zhì)量以及安全性等造成困擾。同時(shí)，切斷切槽加工區(qū)域非常狹窄，對(duì)排屑控屑、刀片安全性有較高的要求，高可靠性刀具材質(zhì)和卓越的槽型結(jié)構(gòu)成為市場(chǎng)追求的重要指標(biāo)，而高性能切斷切槽刀具搭配精湛的加工工藝技術(shù)，成為解決切斷切槽高效和高質(zhì)量加工的重要途徑。我們今天就來(lái)聊聊選用切槽切斷刀具的技巧與方法。
切斷切槽刀具的應(yīng)用及加工特點(diǎn)
切斷刀具和切槽刀具廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工、汽車制造、金屬加工、電子制造等領(lǐng)域。例如，汽車制造中使用切斷刀具對(duì)汽車零部件進(jìn)行切槽和加工，在軸承加工中，使用切槽刀具加工軸承的凹槽等。切斷切槽刀具在機(jī)械加工和生產(chǎn)中扮演著不可替代的角色，其優(yōu)越的特點(diǎn)和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)橹圃鞓I(yè)的發(fā)展和進(jìn)步做出了貢獻(xiàn)。
同時(shí)，切斷和切斷工藝的特點(diǎn)是切削區(qū)非常狹窄，這給加工期間產(chǎn)生的切屑控制帶來(lái)了難題。特別是在切斷工藝中，刀具在切削時(shí)兩側(cè)被工件材料包圍，限制了切屑的排出路徑。同時(shí)，切斷和割槽加工中產(chǎn)生的薄切屑往往不會(huì)折斷，失控的帶狀切屑可導(dǎo)致切屑堵塞、損傷工件并危及操作員的安全。不僅如此，切屑控制問(wèn)題也會(huì)妨礙無(wú)人值守或“全自動(dòng)化”加工的實(shí)施。
另外，切屑變形大、切削力較大、切削溫度集中和刀具剛性差等也是困擾切斷和切槽加工的重要因素。選擇更加優(yōu)化的加工技術(shù)方案和高性能的切斷切刀刀具產(chǎn)品是解決切斷切槽加工難題的重要途徑。
切斷切槽加工工藝技術(shù)
切槽或切槽刀片前端為主切削刃，兩側(cè)為副切削刃，切削加工過(guò)程中以橫向進(jìn)刀為主，主切削刃承受較大的切削力，同時(shí)，由于切削的折斷和排出較為困難，刃口切削溫度高，加之冷卻不充分的因素的影響，切削加工的安全性面臨較大挑戰(zhàn)。因此，面對(duì)不同的加工要求，選擇合適的加工工藝技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)高效和安全性的切斷切槽加工。
●工況系統(tǒng)的選擇
對(duì)于切斷和割槽刀具，有一些特定的設(shè)置建議。在安裝刀具時(shí)，應(yīng)注意使刀片與工件的軸線真正垂直。這可最大限度地降低刀具上的軸向力，并防止摩擦刀片的側(cè)面。對(duì)于刀具位置，切削刃的中心高度應(yīng)盡可能接近工件中心，偏差應(yīng)在±0.1 mm以內(nèi)，這也是為了防止對(duì)刀具施加過(guò)大的壓力，以免刀具壽命縮短。
另外，工況的穩(wěn)定性對(duì)于切斷切槽加工至關(guān)重要。穩(wěn)定的切削工況不僅能保證較高的加工效率，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)更好的加工質(zhì)量。因此，對(duì)于數(shù)控車床來(lái)說(shuō)，盡可能保證切槽加工位置離卡盤位置較近，同時(shí)在保證不干涉工件的前提下，盡量使用更大直徑的刀桿和最小的刀具懸伸。
● 切削參數(shù)的選用
切斷和割槽刀具的切削參數(shù)與普通車削有所不同。如果主軸轉(zhuǎn)速恒定，則當(dāng)切斷刀具到達(dá)棒料的中心時(shí)，其切削速度會(huì)降低至零。放慢的速度會(huì)對(duì)刀具形成沉重壓力，并可能導(dǎo)致工件材料黏附在切削刃上。因此，應(yīng)在刀具接近零件中心時(shí)降低進(jìn)給率。
切斷和割槽工藝中使用的刀片通常為窄刀片，同時(shí)由于橫向進(jìn)刀為主，切削過(guò)程不穩(wěn)定。切削參數(shù)的調(diào)整可有效實(shí)現(xiàn)切屑變形的趨優(yōu)化，合理的切削速度和進(jìn)給量可以有效實(shí)現(xiàn)發(fā)條狀的切屑形貌，且不同槽型的刀片一般都有最為合適的切削參數(shù)適用范圍。以下為常見的切斷切槽過(guò)程中切屑形貌。
表 切斷切槽加工常見切屑形貌
● 冷卻系統(tǒng)的合理選用
合理選擇冷卻系統(tǒng)可有效改善切斷切槽的斷屑和冷卻效果，目前普通水冷是切斷切槽加工最常見的冷卻形式。然而，澆注冷卻液通常無(wú)法在切斷和割槽應(yīng)用中產(chǎn)生足以到達(dá)切削區(qū)的壓力。而且，澆注冷卻液噴嘴的位置也難以確定，無(wú)法使冷卻液流向最需要的部位。最后，相對(duì)較弱的澆注冷卻液流可能在切削區(qū)轉(zhuǎn)化為蒸汽，這實(shí)際上形成了一個(gè)隔離層，致使切削過(guò)程中產(chǎn)生的熱量無(wú)法散發(fā)出去。因此，近年來(lái)高壓噴射冷卻成為切斷切槽追捧的冷卻形式。為了獲得最佳效果，高壓冷卻液必須定點(diǎn)輸送，并盡可能靠近切削區(qū)，保證切屑的折斷和冷卻效果的最優(yōu)化，從而提高切削加工的穩(wěn)定性和更長(zhǎng)的刀片壽命。
● 加工工藝的優(yōu)化
在切斷切槽加工中選擇合適的加工工藝和方法，不僅能夠優(yōu)化加工過(guò)程，同時(shí)還能提升加工效率和和加工質(zhì)量。不同的切槽形貌選擇的加工工藝不盡相同，因此要結(jié)合槽的特點(diǎn)和加工的可操作性來(lái)進(jìn)行。對(duì)于一般的槽形貌，直接切入即可；面對(duì)比較深的槽，需要采用啄式循環(huán)指令進(jìn)行切屑的處理；比較寬的槽則選用切槽+橫車的方法進(jìn)行加工；圓弧槽在進(jìn)行加工時(shí)盡量使用圓頭的車刀和刀尖圓弧半精進(jìn)行補(bǔ)償指令加工。
