铼因唠刀系列《切断、切槽刀》
发布时间：
2024-04-18
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切断切槽刀是一种特殊的车削应用刀具，主要用于切断和切槽加工。
一丶车削切断、切槽的定义：
切断切槽刀是一种特殊的车削应用刀具，主要用于切断和切槽加工。切断切槽刀分为切断刀和切槽刀两种，其中切断刀的刀头较长，刀刃狭长，这样设计的目的是为了减少工件材料消耗和确保切断时能切到中心。因此，切断刀的刀头长度必须大于工件的半径。切槽刀与切断刀基本相似，切槽刀和切断刀的区别主要体现在以下几个方面：
1. 用途不同。切槽刀主要用于在工件上切出槽形，如键槽、油槽等；而切断刀用于将工件切断，使其分离成两个部分。
2. 形状不同。切槽刀的形状通常与所需切出的槽形相匹配；切断刀的刀刃相对较长且狭窄。
3. 切削方式不同。切槽时，刀具通常需要沿槽的轮廓进行切削；切断则是在一个平面上进行切削。
4. 切削力不同。切断时需要承受较大的切削力，因为需要一次性切断工件；切槽时的切削力相对较小。
5. 刀具强度要求不同。由于切断时的切削力较大，对刀具的强度要求更高。
6. 刀具刃磨要求不同。两者的刃磨要求也有所不同，以适应各自的切削任务。
7. 加工精度要求不同。切槽的精度要求可能相对较高，而切断的精度要求主要在于切断面的平整度。
二丶切断、切槽刀分为哪几种种类：
切断刀的种类主要包括以下几种：
1. 手动切断刀：常用于手工操作，适用于小型工件的切断。
2. 机械切断刀：可安装在机床等机械设备上，实现自动化加工。
3. 高速钢切断刀：具有较高的硬度和耐磨性。
4. 硬质合金切断刀：硬度高，切削性能优良。
5. 涂层切断刀：通过涂层提高耐磨性和使用寿命。
6. 可调切断刀：可以调整刀具的位置和角度，适应不同的加工需求。
7. 多刃切断刀：有多个刀刃，提高切削效率。
8. 特殊形状切断刀：用于切割特殊形状的工件。
切槽刀的种类：
1. 整体式切槽刀：由单一材料制成，结构坚固。
2. 可转位切槽刀：刀片可旋转，更换方便。
3. 内孔切槽刀：专门用于内孔槽加工。
4. 外径切槽刀：适用于外径槽的切削。
5. 复合切槽刀：能实现多种加工操作。
6. 成形切槽刀：可切割特定形状的槽。
7. 微调切槽刀：可进行微调，保证精度。
三丶切断、切槽的加工形式:
切断刀的常见形式：
直线切断：用于将工件沿直线方向切断。
旋转切断：在旋转工件上进行切断操作。
多段切断：一次性将工件切成多个部分。
深度切断：可以切割到一定的深度。
精密切断：追求较高的尺寸精度和表面质量。
在实际加工中，根据工件的特点和要求，选择合适的切断刀加工形式。同时，还需要注意刀具的选用，包括刀具的材质、形状和尺寸等。以及切削参数的设置，如切削速度、进给量和切削深度、加工过程中的冷却和润滑，以降低切削温度和延长刀具寿命。同时确保刀具的安装和校准，确保刀具的位置和角度正确。并对加工后的工件进行检测，确保满足要求。
槽加工的常见形式：
直通槽：沿着直线进行加工。
螺旋槽：呈螺旋状。
T 型槽：形状类似字母“T”。
燕尾槽：具有燕尾形状。
圆弧槽：呈现圆弧形状。
键槽：用于安装键的槽。
油槽：用于润滑和散热。
异型槽：根据特殊需求定制的形状。
这些槽加工形式在不同的领域和应用中具有重要作用。（1.机械制造，确保零件的装配和功能。2.电子设备,提供布线或连接的空间。3.汽车工业,满足传动和连接的要求。）
四丶切断、切槽刀具的特点：
切槽和切断属于独特的车削应用。切断、切槽应用包括外圆切槽、外圆切断、內孔切槽、端面切槽以及退刀槽等，所切槽形包括窄槽、宽槽、浅槽、深槽、成形槽。对于刀具的应用，每种沟槽都有一些特殊要求，一般来说，外圆沟槽最容易加工，因为重力和切削液可以帮助排屑。此外，外圆沟槽加工对于操作者是可见的，可以直接和相对容易地检查加工质量。但是，必须避免工件设计或夹持中的一些潜在障碍，一般来说，当切槽刀具的刀尖保持在略低于中心线的位置时，切削效果最好。
内孔切槽与外圆切槽比较类似，不同之处在于切削液的应用和排屑更具有挑战性。对于内孔切槽而言，刀尖位置略高于中心线时可获得最佳性能。为了更好地加工端面沟槽，刀具必须能在轴向方向移动。端面切槽刀具的刀尖位置略高于中心线时加工效果最好。
切削和切槽所用刀具主要是各类车削用切槽刀。其工艺特点是:
1. 一个主切削刃和两个副切削刃同时参与三面切削，被切削材料塑性变形复杂、摩擦阻力大，加工时进给量小、切削厚度薄、平均变形大、单位切削力增大。总切削力与功耗大，一般比外圆车削大20%左右，同时散热差、切削温度高。
2. 切削速度在加工过程中不断变化，特别是切断加工时，切削速度由最大一直变化至零。切削力和切削热也在不断变化。
3. 工件旋转运动，刀具不断切入，实际在工件表面形成的是阿基米德螺旋面，由此造成实际前角后角都在不断变化，使过程更为复杂。
4. 因切削刀宽度窄，相对悬伸长，刀具刚性差，易振动，特别是切断和切深槽的时候。排屑也是切断工序中至关重要的因素。当刀具向深处移动时，在受限制的空间中断屑出现的机会就越小。刀片的断屑槽主要用于形成整齐的切屑，以便于平稳地排屑。在此方面性能很差的结果是切屑阻塞，这会导致表面质量很差，进而引起刀具崩刃。
五、硬质合金切断、切槽刀的优点
1. 高硬度和耐磨性：能有效抵抗磨损，保持长期的切削性能。86～93HRA，相当于69～81HRC）；
2. 高强度和韧性：不易变形或断裂，在切削过程中具有较好的稳定性。
3. 耐高温性能：可在高温环境下正常工作，不易软化或失去性能。（可达900～1000℃，保持60HRC）；
4. 切削速度快：提高加工效率，降低生产成本。
5. 加工精度高：能够获得较高的表面质量和尺寸精度。
6. 寿命长：减少了刀具更换的频率，提高了生产的连续性。
7. 适应性强：可用于切削多种材料，包括硬度较高的金属。
8. 稳定性好：在复杂的加工条件下仍能保持良好的切削性能。
9. 耐磨性好。 硬质合金刀具比高速钢切削速度高4～7倍，刀具寿命高5～80倍。制造模具、量具，寿命比合金工具钢高20～150倍。可切削50HRC左右的硬质材料。
六丶选择切断、切槽刀具时，需要考虑以下几个因素：
1. 槽型选择
了解三种主要的沟槽类型十分重要，它们是：外圆沟槽、内孔沟槽和端面沟槽。外圆沟槽最容易加工，因为重力和冷却液可以帮助排屑。此外，外圆沟槽加工对于操作者是可见的，可以直接和相对容易地检查加工质量。但也必须避免工件设计或夹持中的一些潜在障碍。一般来说，当切槽刀具的刀尖保持在略低于中心线的位置时，切削效果最好。
内孔切槽与外圆径切槽比较类似，不同之处在于冷却液的应用和排屑更具有挑战性。对于内孔切槽而言，刀尖位置略高于中心线时可获得最佳性能。
加工端面沟槽，刀具必须能在轴向方向移动，且刀具的后刀面半径必须与被加工半径相互匹配。端面切槽刀具的刀尖位置略高于中心线时加工效果最好。
2. 加工机床及应用
在切槽加工中，机床的设计型式和技术条件也是需要考虑的基本要素。对机床的一些主要性能要求包括：具有足够大的功率，可保证刀具在正确的速度范围内运行，不会失速或抖动；有足够高的刚性，可完成要求的切削加工，不会颤振；具有足够高的冷却液压力和流量，帮助排屑；有足够高的精度。此外，为了加工出正确的沟槽形状和尺寸，对机床进行适当的调试校准也至关重要。
3. 了解工件材料特性
熟悉工件材料的一些特性（如拉伸强度、加工硬化特点和韧性）对于了解工件对刀具有何影响至关重要。加工不同工件材料时，采用切削速度、进给量与刀具特性的不同组合。不同的工件材料可能还需要特定的刀具几何形状来控制切屑，或利用特定的涂层来延长刀具寿命。
4. 正确选择刀具
正确选择和使用刀具将决定加工的成本效益。切槽刀具可以以两种方式加工出工件几何形状：一是通过一次切入加工出整个槽形；二是通过多次切入分步粗加工出沟槽最终尺寸。在选择刀具几何形状后，可以考虑采用能提高排屑性能的刀具涂层。
5. 成形刀具
在大批量加工时，应该考虑采用成形刀具。成形刀具通过一次切入加工出全部或大部分沟槽形状，可以空出刀具位置和缩短加工循环时间。非刀片式成形刀具的一个缺点是，如果其中一个刀齿比其他刀齿更快地破损或磨损，就必须更换整个刀具。还需要考虑的一个重要因素是控制刀具产生的切屑和成形切削所需要的机床功率。
6. 选择单点多功能刀具
多功能刀具使用能在轴向和径向生成刀具路径。这样，刀具不仅能加工出沟槽，而且还能车削出直径、插补加工出半径，以及加工出角度。刀具还能进行多向车削。一旦刀片进入切削，它就沿轴向从工件的一端移动到另一端，同时始终保持与工件的接触。采用多功能刀具能将更多时间用于切削工件，而不是用于换刀或空行程移动。多功能刀具还有助于减少整个工件的加工工序。
7. 采用正确的加工顺序
合理规划最佳加工顺序需要考虑多种因素，如工件强度在沟槽加工前后的变化，因为先对沟槽进行加工后，工件的强度会降低。这可能会促使操作者在下一道工序中采用低于最佳值的进给量和切削速度，以减小颤振，而降低切削参数可能会导致加工时间延长、刀具寿命缩短和切削性能不稳定。
8. 进给量和切削速度的作用
进给量和切削速度在沟槽加工中发挥着关键作用。不正确的进给量和切削速度可能会引起颤振，降低刀具寿命和延长加工循环时间。影响进给量和切削速度的因素包括工件材料、刀具几何形状、冷却液的类型和浓度、刀片涂层和机床性能。为了纠正因进给量和切削速度不合理而造成的问题，往往需要进行二次加工。对于各种不同的刀具，虽然可以罗列出“最优化”进给量和切削速度的许多信息来源，但最新、最实用的信息通常来自刀具制造商。
9. 选择刀片涂层
涂层可以显著提高硬质合金刀片的寿命。由于涂层可以在刀具与切屑之间提供润滑层，因此还能缩短加工时间、改善工件表面光洁度。目前常用的涂层包括TiAlN、TiN、TiCN等。为了获得最佳性能，涂层必须与被加工材料相互匹配。
10. 切削液
切削液的正确应用意味着为切槽刀片与工件接触的切削点提供充足的切削液。切削液起着双重作用为切削区降温和帮助排屑。在加工盲孔内径沟槽时，提高切削点处的切削液压力对于改进排屑非常有效。对于一些难加工材料（如高韧性、高粘性材料）的沟槽加工，高压冷却具有明显优势。
水溶性油基冷却液的浓度对于难加工材料的沟槽加工也至关重要。虽然典型的冷却液浓度范围为3%～5%，但为了提高冷却液的润滑性，并为刀尖提供保护层，也可以试验一下提高冷却液浓度（最高到30%）的效果。
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