切斷和割槽工藝與普通車削操作具有相同的基本目標(biāo)：將工件加工成所需的形狀君博，滿足精度要求汤踏，并最大限度地提高生產(chǎn)率涝涤。然而谚赎，除此之外淫僻，切斷和割槽應(yīng)用在刀具強(qiáng)度和剛度以及切屑控制方面還有自身的特點(diǎn)。刀具制造商采用創(chuàng)新的刀具設(shè)計(jì)和高級(jí)冷卻液輸送策略壶唤，來(lái)滿足切斷和割槽工藝的特殊需求雳灵。

切斷和割槽刀具

如同普通車削操作一樣棕所，切斷和割槽工藝也是使用靜止的刀具來(lái)切削旋轉(zhuǎn)的工件。首先要考慮的事項(xiàng)是配置刀具系統(tǒng)悯辙，以便產(chǎn)生所需的工件形狀地垢。因此，切斷和割槽刀具系統(tǒng)的設(shè)計(jì)因工件的尺寸和深度而有所不同预署。

例如尊伟，對(duì)于在大型工件上進(jìn)行深割槽和切斷加工，以及在小型工件上進(jìn)行淺割槽和切斷加工聂歹，刀具制造商將提供直接夾在刀柄中的妨谦、采用平裝或立裝配置的切斷和割槽刀片。

其中一個(gè)例子是山高全新系列的星形立裝設(shè)計(jì)刀片嘀回，該刀片具有四個(gè)切削刃显而，因而稱為 X4 系列。這款刀片的切削寬度介于 0.5 mm 至 3 mm (0.02" - 0.12") 之間蜜裸，旨在最大限度地減少切斷期間的材料消耗楷芝，并能夠精確地對(duì)小型和中型復(fù)雜工件進(jìn)行割槽和仿形加工。根據(jù)切削刃寬度的不同沧气，刀具的最大切深介于 2.6mm 至6.5mm(0.10" 至 0.26") 之間裕砖，而可切斷棒料的最大直徑介于 5.2 至 13 mm(0.20" 至 0.52")之間。刀片的立裝設(shè)計(jì)可將切削力導(dǎo)向刀柄牍懂，從而最大限度地提升剛度鸵隧、穩(wěn)定性和生產(chǎn)率。

在確定刀片的基本形狀后意推，對(duì)切削刃前角的選擇成為了切斷和割槽成效的關(guān)鍵因素豆瘫。零度前角刀具可以實(shí)現(xiàn)與工件的垂直對(duì)齊，并將切削力直接轉(zhuǎn)移到刀柄菊值，從而提高精度外驱、刀具壽命和表面粗糙度。然而腻窒，在切斷完成后昵宇，零度刀具會(huì)在所切斷的棒料中心留下細(xì)小的突起或尖頭。如果不想留下突起儿子，則應(yīng)使用具有較小前角的刀具瓦哎，以在其通過(guò)工件中心時(shí)切斷突起。此外柔逼，在某些工件材料中蒋譬，前角刀具不容易產(chǎn)生毛刺。

在設(shè)置基本刀具配置后卒落，工件的材料屬性通常決定了最適合加工該工件的刀片型號(hào)枝徙。難以加工的工件材料或斷續(xù)切削通常表示應(yīng)使用具有較高強(qiáng)度和抗沖擊性的刀片型號(hào)檬撒，而高磨蝕性工件則表示需要使用專為耐磨性設(shè)計(jì)的刀片型號(hào)顺丸。山高Duratomic? 金剛甲CVD 氧化鋁鍍層等刀具鍍層用于對(duì)刀具的特性進(jìn)行微調(diào)饺焕，使其適用于特定的工件材料和刀具路徑。

應(yīng)用推薦

對(duì)于切斷和割槽刀具短即，有一些特定的設(shè)置建議什氮。在安裝刀具時(shí)，應(yīng)注意使刀片與工件的軸線真正垂直宜抓。這可最大限度地降低刀具上的軸向力舟道，并防止摩擦刀片的側(cè)面。對(duì)于刀具位置矫第，切削刃的中心高度應(yīng)盡可能接近工件中心遍沟，偏差應(yīng)在 +/- 0.1 mm/0.004" 以內(nèi)，這也是為了防止對(duì)刀具施加過(guò)大的壓力浑擎，以免刀具壽命縮短倚务。

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)速恒定沼死，則當(dāng)切斷刀具到達(dá)棒料的中心時(shí)着逐，其切削速度會(huì)降低至零。放慢的速度會(huì)對(duì)刀具形成沉重壓力意蛀，并可能導(dǎo)致工件材料黏附在切削刃上耸别。因此，應(yīng)在刀具接近零件中心時(shí)降低進(jìn)給率(最多 75%)县钥。此外秀姐，可調(diào)整切削速度以最大限度地減少振動(dòng)。切斷和割槽工藝中使用的刀片通常為窄刀片若贮，這往往會(huì)導(dǎo)致切削不穩(wěn)定囊扳。因此，盡可能將刀片固定到最短的刀桿中兜看，并且在不妨礙工件的前提下將其安裝在最粗的刀桿中夾緊锥咸，這些措施也有助于控制振動(dòng)。確保機(jī)床本身的剛度(這在任何加工操作中都是必須的)同樣有助于減少不需要的振動(dòng)细移。

切屑控制難題

切斷和割槽工藝的特點(diǎn)是切削區(qū)非常狹窄搏予，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弧轧，刀具在切削時(shí)兩側(cè)被工件材料包圍隧渠，限制了切屑的排出路徑。最后跃览，根據(jù)工件材料的不同元八，切斷和割槽工藝中產(chǎn)生的薄切屑往往不會(huì)折斷玻桶。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聪萨。不僅如此假盼，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。

許多用于切斷和割槽的刀具采用了專門(mén)設(shè)計(jì)的切削刃槽型盘另，以便彎曲并折斷切屑惋探。山高的此類產(chǎn)品是 MC斷屑槽型。如果表面粗糙度和其他條件允許巩荧，可在切削期間暫停刀具進(jìn)給(也稱“暫留”)抗海，從而有助于折斷切屑。另一種切屑控制方法是使用冷卻液來(lái)沖掉可能堵塞切削區(qū)的切屑福耐。然而葫羡，傳統(tǒng)的澆注冷卻液通常無(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。不僅如此昌罩，澆注冷卻液噴嘴的位置也難以確定哭懈，無(wú)法使冷卻液流向最需要的部位。最后峡迷，相對(duì)較弱的澆注冷卻液流可能在切削區(qū)轉(zhuǎn)化為蒸汽银伟，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)出去绘搞。

澆注冷卻液的一種替代方案是在盡可能貼近切削刃的情況下高壓噴射冷卻液彤避。如今的機(jī)床冷卻液泵通常可提供 20 bar (290psi) 至 70 bar (1015 psi) 的壓力夯辖。舉例來(lái)說(shuō)琉预，山高的冷卻液輸送系統(tǒng)具有廣泛的適用性，其操作壓力范圍既可低至 5 bar(72 psi)(可能會(huì)影響生產(chǎn)率)蒿褂，也可高達(dá) 70 bar (1015 psi)圆米，甚至達(dá)到 275 bar (4351 psi) 的高壓。

為了獲得最佳效果啄栓，高壓冷卻液必須定點(diǎn)輸送娄帖，并盡可能靠近切削區(qū)。刀具制造商已開(kāi)發(fā)出眾多高壓冷卻液輸送系統(tǒng)卜判。一種流行的做法是通過(guò)刀片來(lái)輸送冷卻液仔省。然而，山高已確定的是众攻，最有效的冷卻液流可在刀片前刀面切削區(qū)和切屑之間產(chǎn)生一個(gè)“楔塊”红集，從而提升并折斷切屑。顯而易見(jiàn)，當(dāng)通過(guò)刀片輸送冷卻液時(shí)判懒，難以將液流導(dǎo)向最佳位置袋员，無(wú)法產(chǎn)生楔塊。而這不足以使冷卻液進(jìn)入切削區(qū)的附近區(qū)域刀雳，為了形成楔塊痘嫉，液流必須盡量靠近并導(dǎo)向切削刃。

因此汰日，山高開(kāi)發(fā)了一套稱為 Jetstream Tooling?飛流刀具的冷卻液輸送系統(tǒng)鞋族，可通過(guò)位于刀柄中的導(dǎo)流器來(lái)導(dǎo)向高壓冷卻液龟夜。導(dǎo)流器的小孔可產(chǎn)生猛烈的高速冷卻液流挂捅，穿透并潤(rùn)滑工件和刀具切削刃之間的高摩擦區(qū)。最近堂湖，在一項(xiàng)旨在困難工況下控制切屑的創(chuàng)新中闲先，公司將名為 Jetstream Tooling? Duo 的技術(shù)應(yīng)用于 X4切斷和割槽刀桿。這種方法可從兩個(gè)出口輸送冷卻液无蜂。除了噴向前刀面最佳加工點(diǎn)的上部噴嘴外伺糠，全新的 Duo技術(shù)采用一個(gè)額外的冷卻液噴嘴來(lái)沖洗間隙面。切削刃從兩個(gè)相反方向(上方和下方)接受高壓冷卻液斥季，從而最大限度地控制切屑流并冷卻切削區(qū)训桶。

專業(yè)化應(yīng)用

對(duì)難加工的工件材料(如鈦合金和不銹鋼)進(jìn)行加工時(shí)，切屑控制尤為關(guān)鍵酣倾。這些材料具有高強(qiáng)度以及高耐熱和耐磨性舵揭，通常用于生產(chǎn)航空航天、發(fā)電和醫(yī)藥行業(yè)中的高價(jià)值零件躁锡。但正是這些特點(diǎn)午绳，讓這些材料成為關(guān)鍵應(yīng)用中絕佳選擇的同時(shí)，也降低了材料的可加工性映之。要實(shí)現(xiàn)斷屑拦焚，切屑應(yīng)吸收切削期間產(chǎn)生的熱量并被軟化，但鈦合金是一種導(dǎo)熱性極差的材料颜要，會(huì)產(chǎn)生難以折斷的堅(jiān)韌切屑荣吻。

具有較大正前角的鋒利刀具可以高效切削鈦合金等材料。然而量奸，為了控制切屑和最大限度地提高生產(chǎn)率押辽，通常會(huì)需要使用高壓冷卻液輸送工具。通過(guò)定點(diǎn)輸送冷卻液流并在刀片前刀面和切屑之間形成楔塊效應(yīng)呼雨，切屑可折斷成更小赫捕、更易于管理的片段。

結(jié)論

切斷和割槽工藝是車削操作的重要組成部分凑魔，同時(shí)也帶來(lái)了許多獨(dú)特的挑戰(zhàn)飘拂。由于這些工藝的切削區(qū)較為狹窄鳞皂，因此必須仔細(xì)考慮基本刀具形狀、槽型情召、刀片材料愧增，以及設(shè)置細(xì)節(jié)和切削參數(shù)。在任何機(jī)加工操作中钥屈，切屑控制都是一個(gè)需要考慮的問(wèn)題悟民，但在狹窄的空間中，如果切削作業(yè)產(chǎn)生的切屑較薄且難以折斷篷就，則切屑控制就變得更加關(guān)鍵射亏。刀具制造商已開(kāi)發(fā)出了切屑控制槽型，可幫助解決這一問(wèn)題竭业。另外智润，暫停進(jìn)給等切削策略也可對(duì)此有所幫助∥戳荆控制切屑的一種絕佳方法是定點(diǎn)輸送高壓冷卻液窟绷。無(wú)法控制的切屑需要操作人員一直在旁監(jiān)控，因此咐柜，持續(xù)切屑控制的主要優(yōu)勢(shì)便是可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化/無(wú)人值守的加工操作兼蜈。與其他加工工藝一樣，冷卻液也能在切斷和割槽工藝中提供相同的優(yōu)勢(shì)拙友，包括刀具壽命延長(zhǎng)和/或切削參數(shù)增加为狸。總之献宫，借助當(dāng)今切斷和割槽加工的刀具坏表、技術(shù)和創(chuàng)新，用戶能夠在這一專業(yè)但重要的加工工藝中最大限度地提高生產(chǎn)率拭愁。

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