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車 削加工是機械製造加工工藝的主要工序。特別是在重型機械加工製造業中，工件結構尺寸堪稱巨型，重量高達 60～80t，甚至上百噸，加工設備重型臥車 回轉直徑達到6m，重型立車可達到10m。重型車削加工與普通加工相比，切削深度大、切削速度低、進給速度慢。加工餘量達單邊35～50mm，加之切削過 程中工件平衡差，加工餘量分佈不均勻，機床的某些部件不平衡等因素引起的振動，使加工的動態不平衡過程要消耗很多的機動時間和輔助時間。所以加工重型零 件，提高生產率或機器設備的利用率，必須從增大切削層厚度和進刀量入手，要重點考慮切削用量和刀具的選擇，改善刀具結構和幾何形狀，將刀具材質的強度特點 考慮進去，以求提高切削用量，顯著降低機動時間。
1刀具材料的選擇
切削常用的刀具材料主要有高速鋼、硬質合金、立方 氮化硼(CBN)、陶瓷等。重型切削深度一般可達30～50mm，余量不均，工件表面有硬化層，粗 加工階段的刀具磨損以磨粒磨損形式為主：切削速度一般為15～20m/min，儘管速度值處於積屑瘤發生區，但切削的高溫足使切屑與前刀面的接觸點處於液 態，減小了摩擦力，抑制了積屑瘤生成。刀具材料的選擇要耐磨損、抗衝擊。陶瓷類刀具硬度高，但抗彎強度低，衝擊韌性差，不適於余量不均的重型車削，CBN 存在同樣的問題。硬質合金卻有較低的摩擦係數，可降低切削時的切削力及切削溫度，大大提高刀具耐用度，適於高硬度材料和重載車削粗加工。硬質合金分為鎢鈷 類(YG)、鎢鈷鈦類(YT)和碳化鎢類(YW)。加工鋼料時，YG類硬質合金的強度和韌性好，但高溫硬度和高溫韌性較差：重型車削時工件塑性變形大，摩 擦劇烈，切削溫度高，因此在重型車削中很少用YG類硬質合金。YT類硬質合金有高硬度和耐磨性、高耐熱性、抗粘結擴散能力和抗氧化能力，是重型車削常用的 刀具材料，適於加工鋼料。然而在低速車削時，切削過程不平穩會造成YT類合金的韌性差，產生崩刃：尤其是加工一些高強度合金材料時，YT類硬質合金耐用度 下降快，無法滿足使用要求。在這種情況下應選用YW類刀具或細晶粒、超細晶粒合金刀具(如643等)。細晶粒合金的耐磨性好，更適用於加工冷硬鑄鐵類產 品，效率較YW類刀具可提高1倍以上。
用硬質合金刀具提高重型加工的車削速度，是提高生產率的關鍵之一，也是縮短生產循環期的有利因素。工序中分幾個行程切除大余量，每次的切削深度很小，而利用硬質合金刀具的切削性能，切削速度就會大大提高。
2刀具角度的選擇
重 型車削粗加工階段，工件外表面的鍛造氧化皮、裂紋、鏟坑、鑄造夾雜、氣孔等缺陷都易導致刀具破碎，因此應選擇合理刀具角度。重型加工條件下，因粗 加工要切除很厚的切屑，車刀一般採用前角g=8°～12°，而普通g=15°。切削刃傾角l=10°～18°。如果減小前角，即增大切削角，可在某種程度 上增加切削刃的強度。應指出：減小前角，切削力增大，但在g由15°變到10°時，切削力增加得很小，而增大的工作前角和楔角，提高了刀刃的鋒利性和刀尖 強度3尤其是在工件很重，旋轉帶有衝擊性的負荷時，切削刃的刃傾角l=10°～18°創造了最有利的切削條件，因而在切削時，衝擊力的作用點離開了刀尖， 可防止刀尖破碎。同時，在主切削刃上開有1mm左右寬的負倒稜、R2mm左右的刀尖圓角以提高刀刃的抗衝擊性能，但刀具安裝角度還要根據實際情況調整。
3刀具結構的選擇
粗 加工階段切削余量大，對刀具的剛性要求較高。一般而言，整體刀具剛度好，但結構笨重，裝卸困難：而機夾刀具拆卸靈活，動剛度也可滿足加工要度。機 夾刀具的刀片材質選擇及夾持結構對加工精度很重要，實際加工中發現，偏心銷夾緊和勾頭壓緊式不適合重型粗加工，因為粗加工時工藝系統振動大，常使壓緊機構 鬆動，導致刀片損壞：上壓式結構也常因阻礙了切屑的流出而造成壓塊的損壞。機夾刀具的製造精度要求也很高，因為即使微小的誤差，也能使定位機構變成承力機 構，由於重型切削的加工過程中切削力很大，易使刀具損壞。經實際加工驗證，圖1所示結構的刀具更適於重型車削的粗加工。
這種新型硬質合金 機 夾車刀，裝有可調整的附加卷屑器，使切屑捲成螺旋線型滑出。圖1中，附加卷屑器4同時又是刀片6的夾持器，使刀片緊固在刀夾1 中。切削時，切屑碰到卷屑器的工作部分就捲起來，此部分焊一個厚3～5mm的硬質合金片。附加卷屑器的前端壓住硬質合金刀片，而後端則壓住擋鐵3。擋鐵3 下部及墊板2上部有鋸齒紋，刀片磨損後，借此結構可將刀片伸出。墊板，用合金及淬火工具鋼製成，用以保護硬質合金刀片不受折損。
該新型 機夾車刀採用長方形刀片，磨刀時，刀片夾在專用刀桿內，磨出的刀具角度用樣板檢查。硬質合金刀片的刃磨角度為，前角g=10°，後角a= 8°，主偏角kr=55°或45°，副偏角kr1』=15°。為使刀桿可以重複使用，用45#鋼鍛造製成，熱處理硬度為HRC45～48。用該車刀的重型 車削經驗表明：切屑在高速切削時捲成螺旋線型是最好的形狀(切削斷面很大)，切屑在切削刃附近就即行折斷。若重型車床運轉平穩，則硬質合金刀片切削刃不致 破碎，生產效率就大大提高。
經過使用比較，該型車刀與採用整體硬質合金刀片焊接的車刀使用壽命相同。但與生產中其它類型的硬質合金車刀 比較，在大多數的情況下，該型重型車刀更 耐用，可切削切屑的剖面更大。經驗證明，在任何條件下，切屑捲出條件均好，切屑以長螺旋型或短螺旋型捲出。當切削深度與進刀量之比不大於3～4時，切屑碰 在刀桿後即變成細碎塊掉落。
這種帶有卷屑裝置的新型硬質合金機夾車刀，在車床上及立式車床上切削鋼件時使用。剖面為40mm×60mm 及40mm×40mm的車刀，若切削余量 均勻，其最大的切屑剖面在寬30mm的刀片上為20mm2，在寬25mm的刀片上為15mm2。當切削余量不均勻的硬皮時，切屑剖面要縮小30% ～40%，當加工過程衝擊很大時，不宜採用這種結構的重型車刀。
刃磨該類硬質合金刀片時應注意，把硬質合金刀片放在刀桿槽內，用螺栓和 卷屑器的墊板固定住。刀片從刀桿內伸出長度不要超過1～1.5mm。墊板要安 置在刀片的前面，安放時，要使切屑能夠成螺旋狀捲出。從刀片中部測出的距離或伸出量依據切屑剖面的大小而定。伸出量的尺寸，不應小於表1中所列值，否則切 屑將猛烈擊打卷屑器，會造成車刀的切削部分破裂，甚至把刀桿打斷。當切削時，要及時更換磨鈍的或破裂的刀片。更換刀片必須把切屑渣從刀桿上清理淨。
該型刀具結構優點在於：刀塊與刀體間有誤差時，可以進行修磨，從而保證裝配精度；壓緊螺栓位於後刀面上，不容易被切屑損壞。板式刀架比較適合重型切削，因為它極大地增加了刀片受力方向的剛度，在增加切削用量後，也不致產生大振動，有利於生產效率和加工質量的提高。
4切削用量的選擇
重 型車削粗加工階段的切削深度可達到單邊50mm，相應的切削速度為10m/min左右，進給量1.5mm/r。因為粗加工階段以去除余量為主要加 工目的，因此按照機械加工中切削余量的確定原則，為提高切削效率，應加大切削深度。重型切削時由於切削深度大，所以切削力大，相應的選擇較低的切削速度， 一般為10～15m/min，進給量為1～2mm/r。採用這樣的切削用量，工件的表面粗糙度比較差，只能達到Ra12.5～Ra6.3，可以通過滾壓的 方法提高粗糙度值，以滿足後序加工的要求。
5結束語
重型車削與普通車削相比，其實際加工同理論計算區別很大。目前，重型車削的很多工藝及刀具資料都是以普通機械加工為依據，這並不完全適用，因此需要做更深入的探討。
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