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、受擠壓而達到破壞強度的原理。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。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、斷屑槽槽型的改進設(shè)計

    斷屑槽通�？梢园从猛痉譃榫�加工、半精加工和粗加工用斷屑槽。為了改進刀片槽型為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型斷屑槽進行了改進設(shè)計。圖1所示為改進前后的斷屑槽槽型。改進設(shè)計的要點是采用負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、改進前后刀片切削性能比較

1.切削力比較

    改進后的M5(New)型斷屑槽采用5°正前角的負倒棱，負倒棱的設(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，采用負倒棱和凹坑組合的斷屑槽槽型改進設(shè)計，其刀片使用壽命大大提高。