摘要：著重研究粗加工通用斷屑槽的改進(jìn)設(shè)計(jì)，給出槽形改進(jìn)前后切削力分量的實(shí)驗(yàn)對(duì)比數(shù)據(jù)，并針對(duì)不同工件材料的車削進(jìn)行刀具壽命比較試驗(yàn)。
/^i_tLgb 1JS5 LS 一、前言
J, h' eY5 eHHU2^I, 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(wèn)題。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，損壞機(jī)床和刀具，增加輔助工時(shí)和影響生產(chǎn)率。隨著CNC 、FMS、和CIMS等各種自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，切屑控制問(wèn)題變得更加重要，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)。切屑控制的基本問(wèn)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。斷屑槽斷屑是利用材料的加工硬化和受沖擊、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、切削阻力、刀具壽命、加工精度等方面的重要作用，近二十年來(lái)斷屑槽的槽型也在不斷改進(jìn)之中，相繼開(kāi)發(fā)了具有直線刃、折線刃、曲線刃與曲面型、多面型凸起、凹坑型等型面相結(jié)合的斷屑槽，槽型曲面變得愈來(lái)愈復(fù)雜，其斷屑性能也隨之不斷改進(jìn)。研制新型斷屑槽型是開(kāi)發(fā)新型刀片，改善刀片切削性能的有效途徑之一。
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2.Ru 二、斷屑槽槽型的改進(jìn)設(shè)計(jì)
aTaL|&( 1 mv5B t 斷屑槽通�？梢园从猛痉譃榫庸ぁ刖庸ず痛旨庸び脭嘈疾�。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、不銹鋼、鑄鐵時(shí)的切削性能，提高刀片使用壽命，對(duì)其M5型斷屑槽進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)。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。因?yàn)榍邢鬟^(guò)程中，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，會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，切削熱不斷地從切屑傳遞到刀片，致使刀片產(chǎn)生磨損。圖2所示，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，提高刀片的使用壽命。5°正前角的負(fù)倒棱設(shè)計(jì)是為了降低切削過(guò)程中產(chǎn)生的切削力。
三、改進(jìn)前后刀片切削性能比較
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<t 1) 切削力比較
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$}r0U ZSwhI@| 改進(jìn)后的M5(New)型斷屑槽采用5°正前角的負(fù)倒棱，負(fù)倒棱的設(shè)計(jì)是影響切削力的主要因素，其中主要是對(duì)軸向力和徑向力的影響。圖3、圖4、圖5為改進(jìn)前后刀片在Vc=150m/min, ap=4mm車削工件材料為SS1672時(shí)切削力分量的對(duì)比數(shù)據(jù)。結(jié)果表明：在切削鋼、不銹鋼時(shí)M5(New)和M5比較軸向力和徑向力分別降低8%～10 %和12%～14%，切向力基本不變。
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圖3
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圖4
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圖5
2) 刀具使用壽命比較
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ql% 對(duì)M5型硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片的改進(jìn)設(shè)計(jì)主要是為了提高其在加工鋼、不銹鋼、鑄鐵時(shí)的切削性能。表1、表2、表3為相同切削條件下M5和M5(New)在車削鋼、不銹鋼、鑄鐵時(shí)刀具壽命的比較，其中表1是車削工件材料為C45的鋼輪轂外圓；表2是車削工件材料為GGG50的鑄鐵輪轂的內(nèi)孔；表3為車削工件材料為F51的不銹鋼法蘭外表面。顯然與M5相比M5(New)在相同的切削條件下，其刀具使用壽命大大提高。
表1 3 cH^
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| 切削條件 | 刀片 | 刀具壽命 |
Vc=320m/min U,< ?]h
f=0.4～0.5mm/r P$__c{1\
ap=1～2mm 4SkCV
冷卻液：乳化液 | CNMG120412-M5
khP Ub,
TP100 | 185件 |
CNMG120412-M5(New) V' sq'XB
TP1000 | 200件 |
>(gbUW 表2
0b=0 0./o | 切削條件 | 刀片 | 后刀面磨損量 |
Vc=250m/min _ bCIVf`
f=0.25～0.5mm/r V 4*/t#L/
ap=3mm o~x49%X <c
冷卻液：乳化液 :9|CpC`.
加工工件：40件 | CNMG160612-M5 `:gXQmt
TX15O | 0.26mm |
CNMG160612-M5(New) H9=8nLb.
TX150 | 0.1mm |
7Zh#7jiZ` 表3
,_'Z Jlx | 切削條件 | 刀片 | 刀具壽命 |
Vc=130m/min nI`9|W
f=0.4mm/r VkC1\L6
ap=1.5mm ur+
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