眾（zhòng）所周知，切斷和割槽工藝與普通車削操作（zuò）具有相同的基（jī）本目標，即將工件加工成（chéng）所需的形狀，滿足精度要求，並最大限度地提高生產率。然而，除此之外，切斷和割槽應用在刀具強度（dù）和剛度以（yǐ）及切屑控製方麵還有自身的特點。刀具製（zhì）造商隻有采用創新的刀具設計和（hé）高級冷卻液輸送策略，才能（néng）滿足切斷和（hé）割槽工藝的特殊需求。

　　刀具設計技巧

　　如同普（pǔ）通車削操作一樣，切斷和割（gē）槽（cáo）工（gōng）藝也（yě）是使用靜止的刀具來切削旋轉的（de）工件（jiàn）。首先（xiān）要考慮的事項是配置刀具係統，以便產生所需的工（gōng）件形狀。因（yīn）此，切（qiē）斷和割（gē）槽刀具係統的設計（jì）因工件的（de）尺寸和深度而有所不同。例如，對於在大型工件上進行深割槽和切斷加工，以及在小型（xíng）工件上進（jìn）行淺割槽和切斷加工，刀具製造商將提（tí）供直接夾在（zài）刀柄（bǐng）中的（de）、采用平裝或立（lì）裝配置的切斷（duàn）和割槽刀片。

     
       用於小零件切（qiē）斷和割槽的X4係列刀具

　　其（qí）中一（yī）個例子是山（shān）高全新係列的星形立裝設計刀（dāo）片，該刀片具有四個切（qiē）削刃，因而稱為 X4 係列。這款刀片的切（qiē）削寬（kuān）度（dù）介於（yú）0.5 mm 至 3 mm （0.02" – 0.12"）之間，旨在最大限度地減少切斷期間的材料消耗（hào），並能夠（gòu）精確地（dì）對小型和中型複（fù）雜工件進行割（gē）槽和仿形加工。根據切削刃寬度的不同，刀具的最大切深介於 2.6mm 至6.5mm（0.10" 至 0.26"） 之間，而可切斷棒料的最大（dà）直徑介於 5.2 至 13 mm（0.20" 至 0.52"）之間。刀片的立裝（zhuāng）設計可將切削（xuē）力導向刀柄，從（cóng）而最大限度地提升剛度、穩定性和生產率。

　　在確定刀片的基本形狀後，對切削刃前角的選擇成為了切斷和割槽成效的關鍵因素。零度前角刀具可以實現與工件的垂直對齊，並將切削力（lì）直接轉移到刀（dāo）柄，從而提（tí）高精度、刀具壽命和表麵粗糙度。然（rán）而，在切斷完（wán）成後，零度刀具會在所切斷的（de）棒料中心留下細小的（de）突起或尖頭。如果不想留下突起，則應使用具有較小前角的刀具（jù），以（yǐ）在其通過工件中心時切斷突起。此外，在某些工件材料（liào）中，前角（jiǎo）刀具不容（róng）易產生毛（máo）刺。

　　在設置基本刀具配置後，工件的材料屬（shǔ）性通常決定了最適合加（jiā）工該工件（jiàn）的刀片型號。難以加工的工件材料或斷續（xù）切削通常應使用具（jù）有（yǒu）較高強度和抗衝擊性的刀片型號，而高磨蝕性（xìng）工件則需要（yào）使用專為耐磨性設計的刀片型號。

　　刀具應用（yòng）建議

　　對於切斷和割槽刀具，有（yǒu）一些特定的設置建議。在安裝刀具時，應注（zhù）意使刀片與工件的軸線真正垂直。這（zhè）可最大限度地降（jiàng）低刀具上（shàng）的（de）軸向力，並防（fáng）止摩擦刀片的側麵。對於刀具位置，切削刃的中（zhōng）心高度應盡可能接近工件（jiàn）中心，偏差應在 +/- 0.1 mm/0.004" 以內，這也（yě）是為了防止對刀具（jù）施加過大（dà）的壓力（lì），以免刀具（jù）壽命縮短。

　　切斷（duàn）和割槽刀具的切削參數與普通車削（xuē）有所不同。如果主（zhǔ）軸轉速恒（héng）定，則當切斷刀具到達（dá）棒料的中心時，其切削速度會降低（dī）至（zhì）零。放慢的速度會對刀具形成沉重壓力，並可能導致工件材料黏附在切削刃上。因此（cǐ），應在刀具接近零件中心時降低進給率（lǜ）（最多 75%）。此外，可調整切削（xuē）速度以最大限度地（dì）減少振動（dòng）。切斷和割槽工藝中使用的刀片通常為窄刀（dāo）片，這往往會（huì）導致切削不穩定。因此，盡可能將刀片固定到最短的刀杆中，並且在不妨礙（ài）工件的（de）前提下（xià）將（jiāng）其安裝在最粗（cū）的刀杆中夾緊，這些措施也有助於控製振動（dòng）。確保機床本身的剛度（這在任何加工操作中都（dōu）是必須的）同樣有助於減少不需要的振動（dòng）。

　　切屑控製難題

　　切斷和割槽工藝的特點（diǎn）是切削區非常狹窄，這給加（jiā）工期間產生的切屑控製帶來了難題。特別是在切斷（duàn）工藝中，刀具在切削時兩側被工件材料包圍，限製（zhì）了切屑的排出路徑。最後，根據工件材料的不同，切斷和割槽工藝（yì）中產（chǎn）生的薄切屑往往不會（huì）折斷。失控的帶狀切屑可導致切屑堵塞、損傷工件並危及操（cāo）作員的安（ān）全。不僅如此，切屑控製問題也會妨礙（ài）無人值守或“全自動化”加工的實施。

　　許多用於切斷和割槽的刀具采用了專門設計的切削刃槽（cáo）型，以便彎曲並折斷切屑。如果表麵粗糙度和其他條件（jiàn）允許，可（kě）在切削期間暫停刀具（jù）進給（也稱（chēng）“暫留”），從而有助於折斷切屑。另一種切屑（xiè）控製方法是使用冷卻液來衝掉可能堵塞切削區（qū）的切屑（xiè）。然而（ér），傳統（tǒng）的澆注冷卻液通常無法在切斷和割槽應用中產生足以到達切削區的壓力（lì）。不僅如此（cǐ），澆注冷（lěng）卻液噴（pēn）嘴的位置也難以確（què）定，無法使冷卻液流向（xiàng）最需要的部位。最後，相對較弱的澆注冷卻液流可能（néng）在切削區轉化為蒸汽，這（zhè）實際上（shàng）形成了一個隔離層，致使切削（xuē）過程中產生的熱量無法散發出去。

　　澆注冷（lěng）卻液的一種替代方案是在盡可能貼近切削（xuē）刃的情況下（xià）高壓噴射冷卻液。如今的機床冷卻液泵通常可提供 20 bar （290psi） 至 70 bar （1015 psi） 的壓力。舉例（lì）來說，山高的冷卻液輸送係統具有廣泛的適用性（xìng），其操作壓力範（fàn）圍既可低至 5 bar（72 psi）（可能會影響生（shēng）產率），也可高達 70 bar （1015 psi），甚至達到 275 bar （4351 psi） 的高壓。

　　為（wéi）了獲得最佳效果，高壓冷卻液必須定點輸送，並（bìng）盡可能靠近切削區。刀具製（zhì）造商已開發出眾多高（gāo）壓冷卻液輸送係統。一種流行（háng）的做法是通過刀片來輸送冷卻液。然而，最有效的冷卻液（yè）流可（kě）在（zài）刀片前刀麵切削區和切屑之間產生一個“楔塊”，從而提升並折斷切屑。顯而易見，當（dāng）通過刀片輸送冷卻（què）液時，難以將液流導向最（zuì）佳位置，無法產生楔塊。而這不足以使冷卻液進入切削區的附近區域，為了形成楔塊，液流必須盡量靠近並導向切削刃。

     Jetstream Tooling 飛流刀具的冷卻液（yè）輸（shū）送係統可快（kuài）速導向高壓冷卻液

　　因此，山高開發（fā）了一套稱為 Jetstream Tooling? 飛流刀具的冷卻液輸送係統，可通過位於刀柄（bǐng）中的導流器來導向高壓冷卻液。導流器的小孔可產生猛烈的高速冷卻液流，穿（chuān）透並（bìng）潤滑工件和刀具切削刃之間的（de）高摩擦區。最（zuì）近，在（zài）一項旨在困難工況下控製切屑的創新中，公司將名為（wéi） Jetstream Tooling?Duo 的技（jì）術（shù）應（yīng）用於 X4切斷和割槽刀杆。這種方法可從兩個出口輸送冷卻液。除了噴（pēn）向前刀麵最佳加工點的上部噴嘴外，全（quán）新的Duo技術（shù）采用一個額外的冷卻液噴嘴（zuǐ）來衝洗間隙麵。切削刃從兩個相反方向（上方和下方）接受（shòu）高壓冷卻液，從而最大限度地控製切屑流並冷卻切削（xuē）區。

　　專（zhuān）業化切削要點

　　對難加工的工件材料（如鈦合金和不鏽鋼）進行加工時（shí），切屑（xiè）控製尤為關鍵。這些材料具有高強度以及高耐熱（rè）和耐磨性，通常用於生產航空航天、發電和醫藥行業中的高價值零（líng）件。但正是這些特點，讓（ràng）這些材料成為關鍵應用中（zhōng）絕佳選擇的同時，也降低了（le）材料的（de）可加（jiā）工性。要實（shí）現斷屑，切屑應吸收切削期間產生的熱量並被軟化，但鈦（tài）合金是一種（zhǒng）導熱性極差的材（cái）料，會產生難以折斷的堅韌切屑。

　　具（jù）有較大正前角的鋒利刀具可以高效切削鈦合金等材料。然而，為了控製切屑和最大限度地提高生（shēng）產率，通常會需要使用高壓冷（lěng）卻液輸送工具。通過定點輸送冷（lěng）卻液流並（bìng）在刀（dāo）片前刀麵和切屑之間形成楔塊效應，切屑可（kě）折斷成更小（xiǎo）、更易於管理的片段。

　　迎難而上

 
　　切斷和割槽工藝是車削操作的（de）重要組成部分，同時也帶來了許多獨特的挑戰。由於這些工藝的切削區較為狹窄，因（yīn）此必須仔細考慮基本（běn）刀具形狀、槽型、刀片材料，以（yǐ）及設置細節和切削參數（shù）。在任（rèn）何機加工操作中，切屑（xiè）控製都是一個需要考慮的（de）問題，但在狹窄的空間中，如果切削作業產生的切屑較薄且難以折斷，則切屑控製就變得更加關鍵。刀具製造商已開發出了切屑控製（zhì）槽型，可幫助解決這（zhè）一（yī）問題。另外（wài），暫停進給等切削策略也可對此有所幫助。控製切屑的一種絕佳方法是（shì）定點輸送高壓冷卻液。無法控製的切屑需（xū）要操（cāo）作人員一直在旁監控，因此，持續切（qiē）屑控製的主要優勢（shì）便是（shì）可（kě）以實現全自動化/無人值守的加工（gōng）操作。與其他加工工藝一樣，冷卻液也能在切斷和割槽工藝中提供相同的優勢，包括刀具壽命延長和/或切削參數增加。總之，借助（zhù）當今切斷（duàn）和割槽加工的刀具、技術和創新，用戶能夠在這一專業但重要的加工工（gōng）藝中最大限度地提（tí）高生產率。