车削刀片的断屑槽

发表日期：2016年5月11日来源：中国多片锯网

切屑的重要性很容易被人忽视——它们毕竟只是切削加工的副产品。虽然人们的关注重点理应放在加工出的产品上，但切屑的形成与控制却并非无足轻重。良好的切屑控制可以大幅提高生产率和延长刀具寿命，因此，刀片的成屑器（即断屑槽）在切削加工（尤其是车削加工）中至关重要。

用没有断屑槽的刀片车削工件时，会形成可能使加工过程复杂化的连续长切屑，这种长切屑会卷曲缠绕在工件或刀具上，对被加工零件的表面质量造成不利影响。切屑堵塞与干涉也是导致刀具损坏等灾难性后果的一个重要原因。为了清除切屑而不得不频频暂停加工，会增加停机时间，降低生产效率。

为了解决切屑带来的问题，人们已在车削刀片上广泛采用断屑槽，以实现对切屑的有效控制。简言之，断屑槽就是为车削刀片专门设计的、位于切削刃之后的一些几何凹槽，其作用是迫使切屑偏离工件，并形成可控的切屑形状。断屑槽可以引导加工产生的切屑流，并形成易于排出的小块碎屑。这些切屑可以减少功率消耗，从而减少所产生的切削热，最重要的是，可使切屑快速、顺畅地从加工区排出。

图1 良好的切屑控制对于车削加工至关重要(鼠标悬浮窗口放大，单击查看放大全图)

良好的切屑控制如此重要，因此刀具制造商对此都高度重视，并采取各种应对措施，在该领域投资开展研发工作（例如，伊斯卡公司在这方面的投入大约占到其资源总量的6%），许多新的开发成果也不断面世。

如今，为了减小在车削加工中从工件上所切除切屑的体积，以实现更有效的排屑，人们专门设计了各种新型车削断屑槽。这些断屑槽型可将切屑分断为尺寸较小的碎屑，从而为获得更好的工件表面光洁度奠定基础。它还可以防止加工时切屑缠绕在工件上，并改善机床的排屑性能。

通过使用新型车削刀片及其先进的断屑槽，减少了加工产生的切削热，避免了因切屑缠绕刀具和工件造成的各种问题。此外，还能改善工件表面质量、延长刀片使用寿命和提高生产效率。

用于车削钢件的各种断屑槽可以覆盖所有的切削角度，满足从粗车到精车的不同加工要求。虽然开发这些断屑槽的目的可能各不相同，但它们都有一个共同的特点：为减小切削力而采用了正前角。

伊斯卡公司ISO车削产品经理Rafi Ravoach指出，断屑槽的作用是将切屑分断成细小而伸展的小段。为此，该公司推出了F3P、M3P和R3P三种断屑槽，用于钢件的精车、半精车和粗车加工。据介绍，该公司采用了一种新的断屑槽命名系统：第一个字符表示主要的相对切屑负荷（F代表精车；M代表半精车；R代表粗车）。中间的数字表示在每个主要加工范围内的相对加工范围（数字“3”代表该主要加工范围内的普通中等加工范围）。第三个字符表示按ISO 513材料分类代码分类的被加工材料类型（P代表合金钢）。

图2 伊斯卡公司开发的三种车削刀片断屑槽(鼠标悬浮窗口放大，单击查看放大全图)

F3P断屑槽（图2左）采用了正前角，以提高切削平稳性、减小切削力和刀片磨损、延长刀具寿命，其适用加工范围为切削深度0.4—2mm，进给率0.05—0.25mm/r。同样采用正前角的M3P断屑槽（图2中）适合采用强化切削刃的中等负荷钢件车削，其加工范围为切深0.5—6mm，进给率0.15—0.60mm/r。R3P断屑槽（图2右）用于钢件的粗车加工，其切深范围4—12mm，进给率范围0.4—1mm/r。

图3 人们希望的切屑类型(鼠标悬浮窗口放大，单击查看放大全图)

图3是一些人们希望获得的切屑类型。通过切屑的形状和颜色，可以判定断屑槽的性能优劣。性能优良的断屑槽应能满足以下要求：①能减小切削力和降低切削温度。在切屑上也可以明确识别切削温度的影响：当切削温度很高时，切屑呈与淬硬钢类似的深蓝色（高温会将切屑淬硬）；如果切屑颜色与工件颜色基本一致，则表明加工温度处于合理范围。②能形成易于从工件和机床上排出的、细小而伸展的切屑。③能使产生的切屑偏离工件，减小损害工件表面质量的几率。