使用切槽刀具的10個(gè)要點(diǎn)

　　JC35導(dǎo)讀：切槽是車削加工中的一種重要加工方式，切屑形成和排出的特點(diǎn)使其在幾乎每個(gè)方面都與眾不同。創(chuàng)新的刀片設(shè)計(jì)和涂層可以提高切槽加工的效率和質(zhì)量，但要圓滿完成這種加工，還必須掌握以下一些加工要點(diǎn)。
　　
　　（1）了解溝槽類型
　　
　　了解三種主要的溝槽類型十分重要，它們是：外徑溝槽、內(nèi)徑溝槽和端面溝槽。對(duì)于刀具的應(yīng)用，每種溝槽都有一些特殊要求。一般來說，外徑溝槽zui容易加工，因?yàn)橹亓屠鋮s液可以幫助排屑。此外，外徑溝槽加工對(duì)于操作者是可見的，可以直接和相對(duì)容易地檢查加工質(zhì)量。但是，必須避免工件設(shè)計(jì)或夾持中的一些潛在障礙。一般來說，當(dāng)切槽刀具的刀尖保持在略低于中心線的位置時(shí)，切削效果。
　　
　　內(nèi)徑切槽與外徑切槽比較類似，不同之處在于冷卻液的應(yīng)用和排屑更具有挑戰(zhàn)性。對(duì)于內(nèi)徑切槽而言，刀尖位置略高于中心線時(shí)可獲得*性能。
　　
　　為了成功地加工端面溝槽，刀具必須能在軸向方向移動(dòng)，且刀具的后刀面半徑必須與被加工半徑相互匹配。端面切槽刀具的刀尖位置略高于中心線時(shí)加工效果。
　　
　　（2）加工機(jī)床及應(yīng)用
　　
　　在切槽加工中，機(jī)床的設(shè)計(jì)型式和技術(shù)條件也是需要考慮的基本要素。對(duì)機(jī)床的一些主要性能要求包括：具有足夠大的功率，可保證刀具在正確的速度范圍內(nèi)運(yùn)行，而不會(huì)發(fā)生失速或抖動(dòng)；具有足夠高的剛性，可完成要求的切削加工，而不會(huì)發(fā)生顫振；具有足夠高的冷卻液壓力和流量，以幫助排屑；具有足夠高的精度。此外，為了加工出正確的溝槽形狀和尺寸，對(duì)機(jī)床進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)試校準(zhǔn)也至關(guān)重要。
　　
　　（3）了解工件材料特性
　　
　　熟悉工件材料的一些特性（如拉伸強(qiáng)度、加工硬化特點(diǎn)和韌性）對(duì)于了解工件對(duì)刀具有何影響至關(guān)重要。加工不同工件材料時(shí)，需要采用切削速度、進(jìn)給量與刀具特性的不同組合。不同的工件材料可能還需要特定的刀具幾何形狀來控制切屑，或利用特定的涂層來延長(zhǎng)刀具壽命。
　　
　　（4）正確選擇刀具
　　
　　正確選擇和使用刀具將決定加工的成本效益。切槽刀具可以兩種方式加工出工件幾何形狀：一是通過一次切入加工出整個(gè)槽形；二是通過多次切入分步粗加工出溝槽zui終尺寸。在選擇刀具幾何形狀后，可以考慮采用能提高排屑性能的刀具涂層。
　　
　　Thinbit公司為要求通過一次切入加工出整個(gè)槽形的切槽加工提供了一種刀具。這種Design-a-Groove系列刀具有多個(gè)切削刃，為了符合特定的加工需求，用戶可以對(duì)刀具的弧度、角度、倒角、后刀面和其他幾何形狀進(jìn)行合理組合。該刀具采用刀片式結(jié)構(gòu)（刀片寬度范圍0.1－6.4mm，尺寸增量0.025mm），刀具磨損后，可以單獨(dú)更換刀具的某些部分。這種量身定制刀具幾何形狀的方式可以簡(jiǎn)化加工編程，使用戶能夠在相對(duì)比較簡(jiǎn)易的機(jī)床上加工復(fù)雜零件。這些刀具還有利于保證溝槽形狀加工精度，縮短加工循環(huán)時(shí)間。
　　
　　該公司的Groove'nTurn系列切槽刀具（寬度范圍0.1－3.8mm，尺寸增量0.025mm）是為通過多次切入分步加工出溝槽形狀而設(shè)計(jì)的。在粗加工后，用戶可以精加工溝槽，并增加一些形狀特征（如半徑和倒角）。
　　
　　（5）成形刀具
　　
　　在大批量加工時(shí)，應(yīng)該考慮采用成形刀具。成形刀具通過一次切入加工出全部或大部分溝槽形狀，可以空出刀具位置和縮短加工循環(huán)時(shí)間。市面供應(yīng)的成形刀具是通過放電加工（EDM）制成的刀塊或一組刀片。非刀片式成形刀具的一個(gè)缺點(diǎn)是，如果其中一個(gè)刀齒比其他刀齒更快地破損或磨損，就必須更換整個(gè)刀具。Thinbit公司提供的一種刀片式溝槽成形刀具使用戶能單獨(dú)更換刀具的各個(gè)部件。需要考慮的一個(gè)重要因素是控制刀具產(chǎn)生的切屑和成形切削所需要的機(jī)床功率。
　　
　　（6）選擇單點(diǎn)多功能刀具
　　
　　多功能刀具（如Thinbit公司的Groove‘nTurn刀具）使用戶能在軸向和徑向生成刀具路徑。這樣，該刀具不僅能加工出溝槽，而且還能車削出直徑、插補(bǔ)加工出半徑，以及加工出角度。該刀具還能進(jìn)行多向車削。也就是說，一旦刀片進(jìn)入切削，它就可以沿軸向從工件的一端移動(dòng)到另一端，同時(shí)始終保持與工件的接觸。總體而言，采用多功能刀具能將更多時(shí)間用于切削工件，而不是用于換刀或空行程移動(dòng)。由于可以使換刀機(jī)械手空位數(shù)量有限的加工中心完成更多的加工操作，多功能刀具還有助于減少整個(gè)工件的加工工序。
　　
　　（7）采用正確的加工順序
　　
　　合理規(guī)劃*加工順序需要考慮多種因素，如工件強(qiáng)度在溝槽加工前后的變化，因?yàn)橄葘?duì)溝槽進(jìn)行加工后，工件的強(qiáng)度會(huì)降低，可能不足以順利加工出其他一些結(jié)構(gòu)特征。這可能會(huì)促使操作者在下一道工序中采用低于*值的進(jìn)給量和切削速度，以減小顫振，而降低切削參數(shù)可能會(huì)導(dǎo)致加工時(shí)間延長(zhǎng)、刀具壽命縮短和切削性能不穩(wěn)定。
　　
　　在選擇*加工順序時(shí)，另一個(gè)需要考慮的因素是，下一道工序是否會(huì)將毛刺推入已加工好的溝槽中。有時(shí)，將溝槽留待zui后加工。與此相反，如果溝槽相對(duì)于工件直徑比較寬，可能就需要首先加工溝槽。后續(xù)加工在溝槽內(nèi)產(chǎn)生的毛刺很難清除，并會(huì)對(duì)零件加工增加額外的工作量。作為一種經(jīng)驗(yàn)法則，可以考慮在完成了外徑和內(nèi)徑車削后，首先從距離刀具夾頭zui遠(yuǎn)的點(diǎn)開始加工，然后加工溝槽和其他結(jié)構(gòu)特征。
　　
　　（8）進(jìn)給量和切削速度的作用
　　
　　進(jìn)給量和切削速度在溝槽加工中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。不正確的進(jìn)給量和切削速度可能會(huì)引起顫振，降低刀具壽命和延長(zhǎng)加工循環(huán)時(shí)間。影響進(jìn)給量和切削速度的因素包括工件材料、刀具幾何形狀、冷卻液的類型和濃度、刀片涂層和機(jī)床性能。為了糾正因進(jìn)給量和切削速度不合理而造成的問題，往往需要進(jìn)行二次加工。對(duì)于各種不同的刀具，雖然可以羅列出“*化”進(jìn)給量和切削速度的許多信息來源，但、*的信息通常來自刀具制造商。許多刀具制造商都雇用了對(duì)刀具的性能和局限性非常熟悉的人員，為用戶提供服務(wù)。雖然為了獲得*加工效果，還需要對(duì)人員提供的建議進(jìn)行驗(yàn)證和調(diào)整，但刀具制造商仍然是通過一次加工就獲得滿意結(jié)果的*選擇。
　　
　　（9）選擇刀片涂層
　　
　　涂層可以顯著提高硬質(zhì)合金刀片的壽命。由于涂層可以在刀具與切屑之間提供潤(rùn)滑層，因此還能縮短加工時(shí)間、改善工件表面光潔度。目前常用的涂層包括TiAlN、TiN、TiCN等。新的涂層組合和改進(jìn)牌號(hào)正被不斷開發(fā)出來并推向市場(chǎng)。為了獲得*性能，涂層必須與被加工材料相互匹配。
　　
　　（10）切削液
　　
　　切削液的正確應(yīng)用意味著為切槽刀片與工件接觸的切削點(diǎn)提供充足的切削液。切削液起著雙重作用——為切削區(qū)降溫和幫助排屑。在加工盲孔內(nèi)徑溝槽時(shí)，提高切削點(diǎn)處的切削液壓力對(duì)于改進(jìn)排屑非常有效。對(duì)于一些難加工材料（如高韌性、高粘性材料）的溝槽加工，高壓冷卻具有明顯優(yōu)勢(shì)。
　　
　　水溶性油基冷卻液的濃度對(duì)于難加工材料的溝槽加工也至關(guān)重要。雖然典型的冷卻液濃度范圍為3%－5%，但為了提高冷卻液的潤(rùn)滑性，并為刀尖提供保護(hù)層，也可以試驗(yàn)一下提高冷卻液濃度（zui高到30%）的效果。