一、前言

    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題。不良的切屑會傷害操作人員，影響已加工零件的表面質(zhì)量，損壞機(jī)床和刀具，增加輔助工時和影響生產(chǎn)率。隨著CNC 、FMS、和CIMS等各種自動化技術(shù)的發(fā)展，切屑控制問題變得更加重要，因為不良的切屑將使自動化生產(chǎn)線不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。切屑控制的基本問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，近二十年來斷屑槽的槽型也在不斷改進(jìn)之中，相繼開發(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發(fā)新型刀片，改善刀片切削性能的有效途徑之一。

二、斷屑槽槽型的改進(jìn)設(shè)計

    斷屑槽通常可以按用途分為精加工、半精加工和粗加工用斷屑槽。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、鑄鐵時的切削性能，提高刀片使用壽命，對其M5型斷屑槽進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計。圖1所示為改進(jìn)前后的斷屑槽槽型。改進(jìn)設(shè)計的要點是采用負(fù)倒棱和凹坑組合的斷屑槽槽型。因為切削過程中，切屑從刀具前刀面流出時，切屑底層與斷屑槽的槽底發(fā)生強(qiáng)烈的摩擦，會產(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)計是為了降低切削過程中產(chǎn)生的切削力。

三、改進(jìn)前后刀片切削性能比較

1.切削力比較

    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)計是影響切削力的主要因素，其中主要是對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V_c=150m/min, a_p=4mm車削工件材料為SS1672時切削力分量的對比數(shù)據(jù)。結(jié)果表明：在切削鋼、不銹鋼時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。

2.刀具使用壽命比較

    對M5型硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片的改進(jìn)設(shè)計主要是為了提高其在加工鋼、不銹鋼、鑄鐵時的切削性能。

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。

四、結(jié)論

    通過改進(jìn)前后可轉(zhuǎn)位刀片切削性能的比較，在相同的切削條件下，采用負(fù)倒棱和凹坑組合的斷屑槽槽型改進(jìn)設(shè)計，其刀片使用壽命大大提高。