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加工車削件和多任務(wù)零件方面，更具競爭力意味著要緊跟切斷刀具和切斷方法的技術(shù)發(fā)展步伐。大多數(shù)制造商需要執(zhí)行的工序通常是棒料、管材和機(jī)械零件的切斷，由于經(jīng)常為第一道或最后一道工序，因此有必要持續(xù)進(jìn)行優(yōu)化。那么，現(xiàn)在刀具該如何應(yīng)對挑戰(zhàn)并且如何最佳地解決切斷問題呢？
與切斷有關(guān)的主要領(lǐng)域
夾具應(yīng)用中，機(jī)械零件的切斷以及棒料和管材的切斷工藝大體上是車間最為常見的工序。作為一種車削工序，盡管大量切斷只涉及12～50mm的直徑范圍，但實際上切斷可涵蓋的工件范圍為0.5～800mm。切斷直徑最為關(guān)鍵，為了使工序更為高效，它對刀具裝夾、類型、尺寸甚至槽形來說都具有重要的影響。
切斷所面臨的挑戰(zhàn)
切斷工序看上去或許相當(dāng)直截了當(dāng)，并且也確實如此，但是為了在保證現(xiàn)代車削的高生產(chǎn)效率時安全地執(zhí)行這些工序，就需要克服所帶來的切削挑戰(zhàn)。這之中面臨的主要問題仍是老生常談并且似乎總糾纏于某些切斷應(yīng)用中，即毛刺和飛邊形成、切屑形成和排屑、振動趨勢以及不一致且刀具的過早磨損。值得慶幸的是，如果選擇合適的刀具并正確地加以應(yīng)用，這一切在今天都不是問題。
用戶優(yōu)先考慮的主要因素
在車間執(zhí)行切斷工序時，所優(yōu)先考慮的因素非常一致。根據(jù)最近的一份國際調(diào)查結(jié)果顯示，用戶重視生產(chǎn)效率、加工穩(wěn)定性、無故障切削、刀具壽命可預(yù)測性以及零件質(zhì)量一致性，并將其列為切斷工序主要的優(yōu)先考慮因素。總之，假以合適的刀具和應(yīng)用，所有這些目標(biāo)皆可實現(xiàn)。
確立切斷工序的最佳方法
分析切斷工序時的第一項考慮因素是根據(jù)批量大?。ㄐ ⒅械然虼笈繎?yīng)用）進(jìn)行分類。從相似切削的次數(shù)可以得到啟發(fā)，并且這將影響到在刀具選擇時，是考慮通用性還是專用性。對于每個零件存在多項甚至一項變化的應(yīng)用場合，往往需要通用刀具，即在最小化性能折中的同時可執(zhí)行所有不同任務(wù)的解決方案。另一方面，批量生產(chǎn)需要提供專用刀具，并在性價比、安全和質(zhì)量一致性盡可能高的前提下確立特定工序。對于中等批量生產(chǎn)，利用最少量的合適刀具獲得高生產(chǎn)效率和安全性是其最重要的特性，該領(lǐng)域常常需著重分析。
切斷工序中的基本因素
首先，在尋找正確的刀具時，應(yīng)將切斷看作3 項基本因素的組合，其中包括切斷直徑所需的刀板懸伸、刀具寬度、進(jìn)給率。刀具寬度會受到懸伸影響其最大強(qiáng)度；刀具寬度又會影響刀具可能的進(jìn)給率，而進(jìn)給率則決定著完成工序所需的時間。此外，進(jìn)給率也決定著刀片槽形——鋒利的刀片槽形適合低進(jìn)給，而堅固的刀片槽形則適合高進(jìn)給。在確定低進(jìn)給、中等進(jìn)給或高進(jìn)給是否合適時，進(jìn)給也與加工條件有關(guān)系。加工條件可以通過穩(wěn)定性水平、材料狀況和切削類型進(jìn)行評估，以確定工況是良好、一般還是惡劣。工件材料也可影響加工條件以及刀片牌號和切削參數(shù)的選擇。
對切斷來說，刀具選擇的第一步
首先，需要確立最適合于工序的刀柄類型和刀具系統(tǒng)。在這里，工件直徑起到了至關(guān)重要的作用，因為刀柄與所需的切削深度（工作直徑）直接相關(guān)。切斷時大多數(shù)切削深度處于6～28mm的中等加工范圍之內(nèi)。深切斷的切削深度為28～55mm，而淺切斷則為0.25～6mm，還有其他極端的情況。選擇刀柄時，通用性和穩(wěn)定性之間可能出現(xiàn)必要的折中。相關(guān)的批量大小和操作變化將影響到選擇方向。由于刀具懸伸可設(shè)置成適合不同的工件直徑，因此可將帶可調(diào)整刀板的刀柄用于各種各樣的工件。另一方面，帶整體式增強(qiáng)刀板的刀柄只適合一定范圍的直徑，但能提供最大的強(qiáng)度。通用的切斷刀具具有適合單刃或雙刃刀片的螺釘式或彈性夾緊。選擇最大的刀柄尺寸，例如刀柄和刀板高度增加了刀具的穩(wěn)定性，從而適應(yīng)不同切深的變化。螺釘夾緊意味著最高的刀片/刀柄穩(wěn)定性，而彈性夾緊則可利用窄刀具增加通用性和可達(dá)性，這樣就只能切削少量材料，并且機(jī)床功率也較低。
切斷時最佳的刀片選擇步驟
切削刃至關(guān)重要。它將在切削中引導(dǎo)刀具，并控制切屑，同時決定飛邊和毛刺的形成以及切削不同材料的高效程度。刀具的穩(wěn)定性取決于相對較薄的刀片與刀柄之間的接口質(zhì)量。為了保持穩(wěn)定性，就需要良好的軌道和V形刀片座結(jié)構(gòu)，并最好與相對較長的刀片配合使用，這種結(jié)構(gòu)對切斷刀具性能來說至關(guān)重要。刀片寬度因切斷刀具的切削深度能力而異，小切削深度可使用薄刀片，而大切削深度則需使用更寬的刀片以保證強(qiáng)度。
刀柄上的刀片座型號與刀片寬度相對應(yīng)，每種系統(tǒng)都有其特定的刀片寬度范圍，例如CoroCut單、雙刃系統(tǒng)具有8種不同的刀片寬度，范圍從1.5～8mm不等；而CoroCut3則適合于淺切斷，具有三種刀片寬度，范圍介于1～2mm之間。當(dāng)為工序選擇刀片槽形和牌號時，應(yīng)當(dāng)確立切削刃鋒利性、強(qiáng)度和寬度最合適的組合，以確保盡可能高的進(jìn)給量，從而獲得最大的生產(chǎn)效率。鋒利的刃槽形易于切削，所需機(jī)床功率小，并且最小化了振動趨勢。堅固的槽形負(fù)前角更大，切削刃也得到增強(qiáng)，因此能承受住要求更苛刻的切削和粗加工，并且可以實現(xiàn)更高的進(jìn)給率。加工條件和操作的變化決定了選擇方向，并且通常存在折中，尤其在需要一定程度的通用能力時，半精加工槽形就是其良好選擇。通過選擇不同刀片，就能獲得各種最佳化的可能性，如Wiper（修光刃）刀片用于提高表面質(zhì)量和進(jìn)給；而增強(qiáng)的刀片圓角則可獲得更高的進(jìn)給能力和安全性，并通過更軟的切削作用和毛刺最小化實現(xiàn)良好的切削控制。
對于刀片牌號選擇，切削刃強(qiáng)度應(yīng)該是最初要優(yōu)先考慮的因素，因為強(qiáng)度可確保切斷工序的安全性。這意味著韌性也應(yīng)是優(yōu)先考慮的因素之一，而不是更鋒利和更硬的槽形和牌號。其次要考慮的是基于操作因素和加工條件獲得合乎要求的表面質(zhì)量和進(jìn)給率，并繼續(xù)改進(jìn)牌號使其更為耐磨，從而獲得更高的進(jìn)給和更長的刀具壽命。
通過應(yīng)用最新且廣泛的PVD涂層牌號使工藝變得更為簡單。這種牌號能夠提供具有高進(jìn)給能力的通用解決方案，并且針對大多數(shù)工件材料進(jìn)行了優(yōu)化。在利用GC1125加工時、對切削刃磨損的檢驗和基本分析指出了為獲得最佳性能而進(jìn)行的切削參數(shù)調(diào)整或可能的替換牌號。
切斷時如何最小化飛邊和毛刺
毛刺形成是切斷工序中的一個控制問題，也是一項刀片選擇時需要考慮的因素。切削刃的前角（主偏角）很大程度上決定毛刺的形成，0°主偏角一般會產(chǎn)生最筆直的切削路徑和最佳的表面質(zhì)量，但是會在切口末端留下毛刺。在切斷的部分落下并且切削刃通過工件中心后，斜角刃就能最小化或完全切掉毛刺。由于很容易控制刀具偏離預(yù)期的直刀具路徑，因此具有較前角的切削刃會對切口的直線度產(chǎn)生負(fù)面影響。出于這個原因，盡管從鋒利方面應(yīng)考慮低進(jìn)給槽形可選用的10°和15°的前角，但適中的斜角刃（5°）通常為最佳選擇。
在限制飛邊形成方面，切削刃的鋒利性起到了很重要的作用。磨削的正前角切削刃可以最小化飛邊，而帶有大圓角刀尖的堅固槽形則容易形成飛邊，尤其是采用較大的進(jìn)給率時。在這方面，當(dāng)采用同一刀具或精加工刀具切斷之后的額外走刀可能是獲得最佳生產(chǎn)效率的一種解決方案。
對于成功切斷的其他建議
（1）優(yōu)化裝夾不僅可影響工序結(jié)果，而且也對可優(yōu)化的程度產(chǎn)生影響?；驹瓌t是最小化刀具懸伸以獲得剛性，并確保切削刃盡可能靠近中心線。
（2）對于良好的切斷方法來說，合適且充足的冷卻液供應(yīng)及其方向常常也至關(guān)重要。帶集成式冷卻液供應(yīng)的刀具就是一種解決方案。此外冷卻液合理的供應(yīng)方式可以延長刀具壽命和改善切屑控制。
（3）切斷棒料時，所切削的工件直徑會不斷變小，到達(dá)中心時接近于零。切削速度因此會顯著降低，從而增大積屑瘤在切削刃上形成的趨勢，進(jìn)而對刀具壽命產(chǎn)生負(fù)面影響。提高主軸轉(zhuǎn)速并在穿過之前將進(jìn)給率降低幾毫米能夠彌補(bǔ)這種不利影響。
切斷中最基本的優(yōu)化因素
對于競爭激烈的切斷應(yīng)用來說，最佳化進(jìn)給率幾乎總是優(yōu)先考慮的其中一個因素。進(jìn)給在很大程度上決定生產(chǎn)效率的高低，也即執(zhí)行工序所需時間的長短。成功地實現(xiàn)0.15mm的進(jìn)給，而不是0.10mm，并且提高刀具壽命和可預(yù)測性，兩者之間存在著巨大的差別。進(jìn)給也意味著可以在切削、停留或啄進(jìn)期間通過改變進(jìn)給來控制切屑形成。在降低切削速度時也可提高進(jìn)給率以最小化振動趨勢。進(jìn)給率也應(yīng)針對正確的刀具壓力進(jìn)行設(shè)置以確保直刀具路徑，并在切斷結(jié)束前有所降低以免強(qiáng)行切斷，同時在間斷切削時確保其安全性。最后得出結(jié)論，進(jìn)給、刀片和刀柄的組合是切斷時至關(guān)重要的最佳化因素。
文章來源：中國刀具信息網(wǎng) 添加人：阿刀
