断续车削刀具的选择

刘春海、刘绍宏、张敏、刘福鑫

摘要:断续车削刀具选择的意义在于确保高质量加工、提高生产效率和降低成本。合理选择刀具材料、刀具几何设计，在加工过程中能够更好地适应零部件的特点和要求，实现优质的断续车削加工。正确选择刀具不仅影响加工质量和效率，还能降低刀具更换频率，提高生产的稳定性和经济效益。

关键词：断续；车削刀具；选择

引言

断续车削是一种用于处理具有毛坏、几何形状不规则或内外部带有凸凹台的零部件的加工方法。在断续车削过程中，刀具对于获得高质量的加工效果至关重要。因此，选择合适的断续车削刀具是确保加工顺利进行的关键因素之一。本文将从以下几个方面探讨断续车削刀具的选择。

1.断续车削刀具选择的意义

断续车削作为一种针对连续车削而言的加工方法，主要用于加工毛坏、几何形状不规则或内外部带有凸凹台的零部件。在断续车削过程中，刀具起着直接参与切削、切削传动力量的关键角色，因此正确选择刀具对于保证加工质量、提高生产效率具有重要意义。由于加工毛坏、几何形状不规则或内外部带有凸凹台的零部件，传统的连续车削刀具往往无法满足需求。而断续车削刀具能够灵活应对不同的加工需求，实现更高精度的加工和更好的表面质量。因此，在选择断续车削刀具时，需要考虑材料的特性、刚性、耐冲击性和切削刃的设计等因素，以确保刀具能够适应加工要求，达到高质量的加工效果。

断续车削相比连续车削，由于切削和非切削时间交替进行，可以更灵活地控制加工过程。通过选择合适的断续车削刀具，能够提高加工速度、降低加工成本，并缩短生产周期。刀具的耐磨性、刚性以及切削刃的锋利度等属性都会直接影响加工速度和切削力的承受能力，因此，在选择刀具时考虑这些因素，可以提高生产效率，实现更大范围的加工优化。

2.断续车削刀具选择的准则

2.1生产环境的考虑

在选择断续车削刀具时，首先需要考虑到生产环境的因素。这包括机床类型、工作条件和加工方式等方面。不同类型的机床对刀具的要求有所不同。例如，高速切削的应用需要选用高刚性和高精度的刀具，而多轴机床则需要适应复杂的切削路径和角度。因此，在选择断续车削刀具时，要考虑到机床的类型特点，并选择能够适应该机床类型的刀具。考虑到生产环境中的工作条件也是刀具选择的重要考虑因素。例如，如果工作环境温度较高或存在大量的冷却润滑液，刀具的耐高温性和耐腐蚀性就会成为重要的考虑因素。断续车削可以应用在各种不同的加工方式中，如粗车、精车、终车等。每种加工方式对刀具的要求不同，需要根据具体情况选择合适的刀具类型、材料和几何设计。

2.2工件材料的选择

工件材料的硬度是选择刀具的关键因素之一。对于硬度较高的材料，如钢、合金钢、铸铁等，通常需要选择硬度高、耐磨性好的刀具材料，如硬质合金或陶瓷刀具；而对于较软的材料，如铝合金、黄铜等，则可以选择更适合的刀具材料。工件材料的韧性也是刀具选择的重要因素。工件材料的韧性决定了对切削冲击和振动的抵抗能力。当工件材料具有较高的韧性时，通常需要选择具有一定韧性和抗冲击能力的刀具材料。工件材料的切削性能指的是材料易于被切削的能力。材料的切削性能与其结构、成分以及热处理等因素有关。在选择刀具时，需要考虑到工件材料的切削性能，以确保刀具能够顺利进行切削并获得良好的切削质量。

3.断续车削刀具选择方法

3.1刀具需要具备一定的耐冲击性

选择适合的断续车削刀具需要考虑多个方面，其中耐冲击性是非常重要的特点。在断续车削过程中，由于材料的不规则性和几何形状的复杂性，切削力和冲击力往往较大。这种高频率的冲击负荷对刀具材料提出了较高的要求，因此，刀具必须具备优异的耐冲击性。在选择刀具材料时，我们可以考虑一些具有良好冲击韧性的材料，如硬质合金、高速钢等。硬质合金以其硬度高、刚性好、磨损性能强的特点而受到广泛应用。它能够有效抵御高频率的冲击载荷，延长刀具的使用寿命。高速钢具有较高的韧性和耐磨性，适用于加工含有毛坏和有凸凹台的零部件。此外，还有一些新型复合材料，如超硬材料和陶瓷刀具等也可选择作为断续车削刀具的材料，这些材料具有优异的耐冲击性和耐磨性能。

3.2刀具的刚性也是选择断续车削刀具时需要考虑的重要因素

刚性可以定义为刀具在受到切削力时不发生过度振动或变形的能力。高刚性的刀具可以抵抗切削力，并保持稳定的加工状态，从而提高加工质量和效率。在选择断续车削刀具时，选择刚性较高的刀具材料，如高速钢、硬质合金等。这些材料具有较高的硬度和刚性，可以更好地抵御切削力，减少振动和变形。刀具的结构和几何形状也对刚性有直接的影响。例如，较大的刀片厚度和刀具截面积通常意味着更高的刚性。此外，优化的刀具几何形状，如加强型刀片、防震刀柄等，也可以增强刚性。选择具有高刚性的刀柄和夹持方式可以提供更好的刚性支撑。刀柄的精确加工和高刚性能够减少刀具的振动和变形，并提高加工的稳定性。正确的刀具安装也是保证刚性的重要因素。确保刀具与夹具或机床接触紧密，避免松动、倾斜等问题，可以提高刚性并减少振动。

3.3断续车削通常还要求刀具具备良好的切削刃和刃口设计

在断续车削中，由于加工零件的几何形状不规则以及凸凹台等特殊结构的存在，刀具容易受到不均匀的切削力分布，从而可能导致刀具的磨损和损伤。为了解决这个问题并提供更好的加工表面质量，刀具的切削刃和刃口设计至关重要。通常情况下，较大切削角度和刃槽的切削刃可以减小切屑的碎裂程度，降低切削力和摩擦，并改善刀具的切削效果。同时，合理的刀片几何形状可以增加切削刃的强度和稳定性，减少振动和变形。刀具的刃口设计应与工件形状相匹配，以确保刀具能够均匀接触工件表面进行切削。这包括选择适当尺寸和形状的刀具刃口，以适应工件表面的不规则性。例如，对于有凸凹形状的零部件，可以选择具有特殊刃口设计的刻度针刀具或球头刀具来保证其能够充分接触工件表面，并避免刀具与工件之间的空隙产生。

3.4对于断续车削刀具的选择，还需要考虑加工材料的特性

不同的材料具有不同的物理和机械特性，因此，刀具材料和刀具设计应根据加工材料的类型和特性来选择。在加工硬材料时，如钢材、合金钢等，由于其较高的硬度和耐磨性，切削刀具需要选择具有高硬度和优良耐磨性的材料。例如，可以选择使用硬质合金（硬金属）刀具或陶瓷刀具进行断续车削。硬质合金刀具因其高硬度和耐磨性，可以有效抵抗硬材料的切削力和磨损，并提供较长的刀具寿命。陶瓷刀具具有更高的硬度和更好的耐磨性能，适用于高硬度材料的断续车削。而在加工切削难度较低的材料时，例如铝合金、铜材等，刀具的耐冲击性和刚性可以是选择的重点。因为这些材料一般硬度较低，对刀具的磨损和损伤要求相对较低。在这种情况下，可以选择刀具材料具有较好耐冲击性的钢材，例如高速钢刀具。高速钢刀具具有较高的韧性和耐磨性，能够承受较大的冲击载荷和振动，适用于加工切削难度较低的材料。

结束语

在断续车削过程中，正确选择合适的刀具是保证加工质量、提高生产效率的关键。刀具的选材、刚性、耐冲击性以及切削刃和刃口设计等都对断续车削的效果起到至关重要的作用。刀具的耐磨性、刚性和切削刃的锋利度等因素直接影响着加工速度和成本效益。同时，正确选择刀具还能延长刀具寿命，减少生产成本和停机时间。在制定断续车削方案时，我们应综合考虑材料特性、加工需求、生产效率等因素，选择合适的刀具，以获得优质的加工结果。

参考文献

[1]刘安南,刘战强,蔡士祥等.切削加工车削刀具断屑装置及技术研究综述[J/OL].机械工程学报,1-16[2023-12-27]

[2]尚金龙.基于铁基粉末冶金机械零件的车削刀具性能研究[J].山西冶金,2023,46(08):252-253.

[3]王强.数控车削刀具磨损检测与加工误差补偿技术研究[D].东南大学,2022.