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可轉(zhuǎn)位刀片斷屑槽的改進(jìn)設(shè)計(jì)

一愤厦、前言

切屑控制是金屬切削加工生產(chǎn)中需要研究解決的重要問題攒庵。不良的切屑會(huì)傷害操作人員，影響已加工零件的表面質(zhì)量败晴，損壞機(jī)床和刀具浓冒，增加輔助工時(shí)和影響生產(chǎn)率。隨著CNC 尖坤、FMS稳懒、和CIMS等各種自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，切屑控制問題變得更加重要慢味，因?yàn)椴涣嫉那行紝⑹棺詣?dòng)化生產(chǎn)線不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)场梆。切屑控制的基本問題之一是要使切屑可靠折斷。目前最常用的方法是用斷屑槽斷屑纯路。斷屑槽斷屑是利用材料的加工硬化和受沖擊或油、受擠壓而達(dá)到破壞強(qiáng)度的原理。由于可轉(zhuǎn)位刀片斷屑槽對(duì)切屑處理驰唬、切削阻力顶岸、刀具壽命、加工精度等方面的重要作用叫编，近二十年來斷屑槽的槽型也在不斷改進(jìn)之中拿酱，相繼開發(fā)了具有直線刃、折線刃、曲線刃與曲面型企恢、多面型凸起您眉、凹坑型等型面相結(jié)合的斷屑槽，槽型曲面變得愈來愈復(fù)雜涡趟，其斷屑性能也隨之不斷改進(jìn)。研制新型斷屑槽型是開發(fā)新型刀片涯翠，改善刀片切削性能的有效途徑之一呼泪。

(a)M5
(b)M5(New)
圖1

(a)M5
(b)M5(New)
圖2

二、斷屑槽槽型的改進(jìn)設(shè)計(jì)

斷屑槽通炽炯可以按用途分為精加工宗窗、半精加工和粗加工用斷屑槽。為了改進(jìn)刀片槽型為M5的硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片在粗車鋼肿讽、不銹鋼蛮埋、鑄鐵時(shí)的切削性能，提高刀片使用壽命找田，對(duì)其M5型斷屑槽進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)歌憨。圖1所示為改進(jìn)前后的斷屑槽槽型。改進(jìn)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)是采用負(fù)倒棱和凹坑組合的斷屑槽槽型墩衙。因?yàn)榍邢鬟^程中务嫡，切屑從刀具前刀面流出時(shí)，切屑底層與斷屑槽的槽底發(fā)生強(qiáng)烈的摩擦漆改，會(huì)產(chǎn)生大量的熱量心铃，切削熱不斷地從切屑傳遞到刀片，致使刀片產(chǎn)生磨損挫剑。圖2所示去扣，在斷屑槽底切出一個(gè)凹坑可以使刀片與切屑底層的接觸面積達(dá)到最少，以減少刀片的磨損樊破，提高刀片的使用壽命愉棱。5°正前角的負(fù)倒棱設(shè)計(jì)是為了降低切削過程中產(chǎn)生的切削力。

三哲戚、改進(jìn)前后刀片切削性能比較

  1. 切削力比較
    改進(jìn)后的M5(New)型斷屑槽采用5°正前角的負(fù)倒棱羽氮，負(fù)倒棱的設(shè)計(jì)是影響切削力的主要因素，其中主要是對(duì)軸向力和徑向力的影響惫恼。圖3舀美、圖4、圖5為改進(jìn)前后刀片在Vc=150m/min, ap=4mm車削工件材料為SS1672時(shí)切削力分量的對(duì)比數(shù)據(jù)垃燃。結(jié)果表明：在切削鋼玉桅、不銹鋼時(shí)M5(New)和M5比較軸向力和徑向力分別降低8%～10 %和12%～14%，切向力基本不變。

    圖3
    圖4

    圖5
    表1
    切削條件 刀片 刀具壽命
    Vc=320m/min
    f=0.4～0.5mm/r
    ap=1～2mm
    冷卻液：乳化液    		 CNMG120412-M5
    TP100    		 185件
    CNMG120412-M5(New)
    TP1000    		 200件
    表2
    切削條件 刀片 后刀面磨損量
    Vc=250m/min
    f=0.25～0.5mm/r
    ap=3mm
    冷卻液：乳化液
    加工工件：40件    		 CNMG160612-M5
    TX15O    		 0.26mm
    CNMG160612-M5(New)
    TX150    		 0.1mm
    表3
    切削條件 刀片 刀具壽命
    Vc=130m/min
    f=0.4mm/r
    ap=1.5mm
    冷卻液：乳化液    		 CNMG120412-M5
    TP200    		 9min
    CNMG120412-M5(New)
    TP200    		 11min
  2. 刀具使用壽命比較
    對(duì)M5 型硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片的改進(jìn)設(shè)計(jì)主要是為了提高其在加工鋼掷锻、不銹鋼拟卢、鑄鐵時(shí)的切削性能。表1蔑来、表2绞甥、表3為相同切削條件下M5和M5(New)在車削鋼、不銹鋼澈虱、鑄鐵時(shí)刀具壽命的比較帖豫，其中表1是車削工件材料為C45的鋼輪轂外圓；表2是車削工件材料為GGG50的鑄鐵輪轂的內(nèi)孔表牲；表3為車削工件材料為 F51的不銹鋼法蘭外表面镜伪。顯然與M5相比M5(New)在相同的切削條件下，其刀具使用壽命大大提高想幻。

四粱栖、結(jié)論

通過改進(jìn)前后可轉(zhuǎn)位刀片切削性能的比較，在相同的切削條件下脏毯，采用負(fù)倒棱和凹坑組合的斷屑槽槽型改進(jìn)設(shè)計(jì)闹究，其刀片使用壽命大大提高。


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