錸因嘮刀系列《切斷、切槽刀》
發布時間：
2024-04-18
來源：
切斷切槽刀是一種特殊的車削應用刀具，主要用于切斷和切槽加工。
一丶車削切斷、切槽的定義：
切斷切槽刀是一種特殊的車削應用刀具，主要用于切斷和切槽加工。切斷切槽刀分為切斷刀和切槽刀兩種，其中切斷刀的刀頭較長，刀刃狹長，這樣設計的目的是為了減少工件材料消耗和確保切斷時能切到中心。因此，切斷刀的刀頭長度必須大于工件的半徑。切槽刀與切斷刀基本相似，切槽刀和切斷刀的區別主要體現在以下幾個方面：
1. 用途不同。切槽刀主要用于在工件上切出槽形，如鍵槽、油槽等；而切斷刀用于將工件切斷，使其分離成兩個部分。
2. 形狀不同。切槽刀的形狀通常與所需切出的槽形相匹配；切斷刀的刀刃相對較長且狹窄。
3. 切削方式不同。切槽時，刀具通常需要沿槽的輪廓進行切削；切斷則是在一個平面上進行切削。
4. 切削力不同。切斷時需要承受較大的切削力，因為需要一次性切斷工件；切槽時的切削力相對較小。
5. 刀具強度要求不同。由于切斷時的切削力較大，對刀具的強度要求更高。
6. 刀具刃磨要求不同。兩者的刃磨要求也有所不同，以適應各自的切削任務。
7. 加工精度要求不同。切槽的精度要求可能相對較高，而切斷的精度要求主要在于切斷面的平整度。
二丶切斷、切槽刀分為哪幾種種類：
切斷刀的種類主要包括以下幾種：
1. 手動切斷刀：常用于手工操作，適用于小型工件的切斷。
2. 機械切斷刀：可安裝在機床等機械設備上，實現自動化加工。
3. 高速鋼切斷刀：具有較高的硬度和耐磨性。
4. 硬質合金切斷刀：硬度高，切削性能優良。
5. 涂層切斷刀：通過涂層提高耐磨性和使用壽命。
6. 可調切斷刀：可以調整刀具的位置和角度，適應不同的加工需求。
7. 多刃切斷刀：有多個刀刃，提高切削效率。
8. 特殊形狀切斷刀：用于切割特殊形狀的工件。
切槽刀的種類：
1. 整體式切槽刀：由單一材料制成，結構堅固。
2. 可轉位切槽刀：刀片可旋轉，更換方便。
3. 內孔切槽刀：專門用于內孔槽加工。
4. 外徑切槽刀：適用于外徑槽的切削。
5. 復合切槽刀：能實現多種加工操作。
6. 成形切槽刀：可切割特定形狀的槽。
7. 微調切槽刀：可進行微調，保證精度。
三丶切斷、切槽的加工形式:
切斷刀的常見形式：
直線切斷：用于將工件沿直線方向切斷。
旋轉切斷：在旋轉工件上進行切斷操作。
多段切斷：一次性將工件切成多個部分。
深度切斷：可以切割到一定的深度。
精密切斷：追求較高的尺寸精度和表面質量。
在實際加工中，根據工件的特點和要求，選擇合適的切斷刀加工形式。同時，還需要注意刀具的選用，包括刀具的材質、形狀和尺寸等。以及切削參數的設置，如切削速度、進給量和切削深度、加工過程中的冷卻和潤滑，以降低切削溫度和延長刀具壽命。同時確保刀具的安裝和校準，確保刀具的位置和角度正確。并對加工后的工件進行檢測，確保滿足要求。
槽加工的常見形式：
直通槽：沿著直線進行加工。
螺旋槽：呈螺旋狀。
T 型槽：形狀類似字母“T”。
燕尾槽：具有燕尾形狀。
圓弧槽：呈現圓弧形狀。
鍵槽：用于安裝鍵的槽。
油槽：用于潤滑和散熱。
異型槽：根據特殊需求定制的形狀。
這些槽加工形式在不同的領域和應用中具有重要作用。（1.機械制造，確保零件的裝配和功能。2.電子設備,提供布線或連接的空間。3.汽車工業,滿足傳動和連接的要求。）
四丶切斷、切槽刀具的特點：
切槽和切斷屬于獨特的車削應用。切斷、切槽應用包括外圓切槽、外圓切斷、內孔切槽、端面切槽以及退刀槽等，所切槽形包括窄槽、寬槽、淺槽、深槽、成形槽。對于刀具的應用，每種溝槽都有一些特殊要求，一般來說，外圓溝槽最容易加工，因為重力和切削液可以幫助排屑。此外，外圓溝槽加工對于操作者是可見的，可以直接和相對容易地檢查加工質量。但是，必須避免工件設計或夾持中的一些潛在障礙，一般來說，當切槽刀具的刀尖保持在略低于中心線的位置時，切削效果最好。
內孔切槽與外圓切槽比較類似，不同之處在于切削液的應用和排屑更具有挑戰性。對于內孔切槽而言，刀尖位置略高于中心線時可獲得最佳性能。為了更好地加工端面溝槽，刀具必須能在軸向方向移動。端面切槽刀具的刀尖位置略高于中心線時加工效果最好。
切削和切槽所用刀具主要是各類車削用切槽刀。其工藝特點是:
1. 一個主切削刃和兩個副切削刃同時參與三面切削，被切削材料塑性變形復雜、摩擦阻力大，加工時進給量小、切削厚度薄、平均變形大、單位切削力增大。總切削力與功耗大，一般比外圓車削大20%左右，同時散熱差、切削溫度高。
2. 切削速度在加工過程中不斷變化，特別是切斷加工時，切削速度由最大一直變化至零。切削力和切削熱也在不斷變化。
3. 工件旋轉運動，刀具不斷切入，實際在工件表面形成的是阿基米德螺旋面，由此造成實際前角后角都在不斷變化，使過程更為復雜。
4. 因切削刀寬度窄，相對懸伸長，刀具剛性差，易振動，特別是切斷和切深槽的時候。排屑也是切斷工序中至關重要的因素。當刀具向深處移動時，在受限制的空間中斷屑出現的機會就越小。刀片的斷屑槽主要用于形成整齊的切屑，以便于平穩地排屑。在此方面性能很差的結果是切屑阻塞，這會導致表面質量很差，進而引起刀具崩刃。
五、硬質合金切斷、切槽刀的優點
1. 高硬度和耐磨性：能有效抵抗磨損，保持長期的切削性能。86～93HRA，相當于69～81HRC）；
2. 高強度和韌性：不易變形或斷裂，在切削過程中具有較好的穩定性。
3. 耐高溫性能：可在高溫環境下正常工作，不易軟化或失去性能。（可達900～1000℃，保持60HRC）；
4. 切削速度快：提高加工效率，降低生產成本。
5. 加工精度高：能夠獲得較高的表面質量和尺寸精度。
6. 壽命長：減少了刀具更換的頻率，提高了生產的連續性。
7. 適應性強：可用于切削多種材料，包括硬度較高的金屬。
8. 穩定性好：在復雜的加工條件下仍能保持良好的切削性能。
9. 耐磨性好。 硬質合金刀具比高速鋼切削速度高4～7倍，刀具壽命高5～80倍。制造模具、量具，壽命比合金工具鋼高20～150倍。可切削50HRC左右的硬質材料。
六丶選擇切斷、切槽刀具時，需要考慮以下幾個因素：
1. 槽型選擇
了解三種主要的溝槽類型十分重要，它們是：外圓溝槽、內孔溝槽和端面溝槽。外圓溝槽最容易加工，因為重力和冷卻液可以幫助排屑。此外，外圓溝槽加工對于操作者是可見的，可以直接和相對容易地檢查加工質量。但也必須避免工件設計或夾持中的一些潛在障礙。一般來說，當切槽刀具的刀尖保持在略低于中心線的位置時，切削效果最好。
內孔切槽與外圓徑切槽比較類似，不同之處在于冷卻液的應用和排屑更具有挑戰性。對于內孔切槽而言，刀尖位置略高于中心線時可獲得最佳性能。
加工端面溝槽，刀具必須能在軸向方向移動，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加工效果最好。
2. 加工機床及應用
在切槽加工中，機床的設計型式和技術條件也是需要考慮的基本要素。對機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運行，不會失速或抖動；有足夠高的剛性，可完成要求的切削加工，不會顫振；具有足夠高的冷卻液壓力和流量，幫助排屑；有足夠高的精度。此外，為了加工出正確的溝槽形狀和尺寸，對機床進行適當的調試校準也至關重要。
3. 了解工件材料特性
熟悉工件材料的一些特性（如拉伸強度、加工硬化特點和韌性）對于了解工件對刀具有何影響至關重要。加工不同工件材料時，采用切削速度、進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槽形；二是通過多次切入分步粗加工出溝槽最終尺寸。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。
5. 成形刀具
在大批量加工時，應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時間。非刀片式成形刀具的一個缺點是，如果其中一個刀齒比其他刀齒更快地破損或磨損，就必須更換整個刀具。還需要考慮的一個重要因素是控制刀具產生的切屑和成形切削所需要的機床功率。
6. 選擇單點多功能刀具
多功能刀具使用能在軸向和徑向生成刀具路徑。這樣，刀具不僅能加工出溝槽，而且還能車削出直徑、插補加工出半徑，以及加工出角度。刀具還能進行多向車削。一旦刀片進入切削，它就沿軸向從工件的一端移動到另一端，同時始終保持與工件的接觸。采用多功能刀具能將更多時間用于切削工件，而不是用于換刀或空行程移動。多功能刀具還有助于減少整個工件的加工工序。
7. 采用正確的加工順序
合理規劃最佳加工順序需要考慮多種因素，如工件強度在溝槽加工前后的變化，因為先對溝槽進行加工后，工件的強度會降低。這可能會促使操作者在下一道工序中采用低于最佳值的進給量和切削速度，以減小顫振，而降低切削參數可能會導致加工時間延長、刀具壽命縮短和切削性能不穩定。
8. 進給量和切削速度的作用
進給量和切削速度在溝槽加工中發揮著關鍵作用。不正確的進給量和切削速度可能會引起顫振，降低刀具壽命和延長加工循環時間。影響進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、刀片涂層和機床性能。為了糾正因進給量和切削速度不合理而造成的問題，往往需要進行二次加工。對于各種不同的刀具，雖然可以羅列出“最優化”進給量和切削速度的許多信息來源，但最新、最實用的信息通常來自刀具制造商。
9. 選擇刀片涂層
涂層可以顯著提高硬質合金刀片的壽命。由于涂層可以在刀具與切屑之間提供潤滑層，因此還能縮短加工時間、改善工件表面光潔度。目前常用的涂層包括TiAlN、TiN、TiCN等。為了獲得最佳性能，涂層必須與被加工材料相互匹配。
10. 切削液
切削液的正確應用意味著為切槽刀片與工件接觸的切削點提供充足的切削液。切削液起著雙重作用為切削區降溫和幫助排屑。在加工盲孔內徑溝槽時，提高切削點處的切削液壓力對于改進排屑非常有效。對于一些難加工材料（如高韌性、高粘性材料）的溝槽加工，高壓冷卻具有明顯優勢。
水溶性油基冷卻液的濃度對于難加工材料的溝槽加工也至關重要。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滑性，并為刀尖提供保護層，也可以試驗一下提高冷卻液濃度（最高到30%）的效果。
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