3.5 切断的车削操作

切断是利用切断刀对工件进行切割、分离的加工,常用于轴类长度方向的加工,如图3-51所示。

图3-51 切断

3.5.1 切断刀的结构及装夹

切断加工以切断刀的横向进给为主,其中,前端的刀刃为主切削刃,两侧刃为副切削刃。一般切断刀的主刀刃较狭,刀头较长,所以强度较低。在选择刀头几何形状和切削用量时应特别注意。

生产中,用于切断的常用切断刀主要有以下几种。

(1)高速钢切断刀

高速钢切断刀结构如图3-52所示。刃磨切断刀时,既要保证几何角度的正确,还要使两侧副后角和副偏角保持对称,切断刀的几何形状主要应保证以下要求。

图3-52 高速钢切断刀

①前角γo。切断中碳钢时γo=20°~30°,切断铸铁时γo=0°~10°。

②后角αo=4°~8°。

③副后角。切断刀有两个对称的副后角。它们的作用是减少刀具副后面与工件两侧面的摩擦。

④主偏角κr。切断刀以横向走刀为主,因此κr=90°。

⑤副偏角,两副偏角必须对称。它们的作用是减少副刀刃与工件两侧面的摩擦。

⑥主切削刃宽度a。工件直径大时,主切削刃宽而刀头长,反之狭而短。可用下面的经验公式计算:

式中 a——主切削刃宽度,mm;

D——工件待加工表面直径,mm。

⑦刀头长度L。刀头长度L(见图3-53)可用下列公式计算。

L=h+(2~3)

图3-53 切断刀的刀头长度

式中 L——刀头长度,mm;

h——切入深度,mm。

切断实心工件时,切入深度等于工件半径。

为使切削顺利,切断刀的前面应该磨出一个浅的卷屑槽,一般深度为0.75~1.5mm,其长度应超过切入深度。

切断时,为防止切下的工件端面有一个小凸头,以及带孔工件不留边缘,可把主刀刃略磨斜些,如图3-54所示。

图3-54 斜刃切断刀

(2)硬质合金切断刀

硬质合金切断刀结构如图3-55所示。硬质合金切断刀与高速钢切断刀有相同要求。为了增强切断刀的刀头强度可以在主切削刃两侧倒角或磨成人字形,并在主切削刃上磨出负倒棱。为了增加刀头的支承强度,可把切断刀的刀头下部做成凸圆弧形。

图3-55 硬质合金切断刀

(3)反切刀

切断直径较大的工件时,可采用反向切断方法,即用反切刀进行切削,使工件反转,反切刀的结构如图3-56所示。这样切断时,切削力Pz跟工件重力G方向一致,不容易引起振动。而且,用反切刀切断时,切屑从下面排出,不容易堵塞在工件槽中。使用反切法时,卡盘与主轴连接部分必须装有保险装置。

图3-56 反切刀

(4)切断刀的装夹

①切断刀不宜伸出过长,而且,切断刀的中心线必须装得跟工件轴线垂直,以保证两副偏角对称。

②切断实心工件时,切断刀必须装得与工件轴线等高,否则不能切到中心,而且容易崩刃甚至折断车刀。

③切断刀底平面如果不平,会引起副后角的变化(两不对称)。因此刃磨之前,应把切断刀底面磨平。刃磨后,用角尺检查两侧副后角的大小,见图3-57。

图3-57 检查切断刀副后角

3.5.2 切断的方法

切断的方法主要有:直进法、左右借刀法和反切法,如图3-58所示。其中:直进法切断为车刀横向连续进给,一次将工件切下,如图3-58(a)所示,操作十分简便,工件材料也比较节省,因此应用最广泛;左、右借刀法切断,如图3-58(b)所示,切断时,车刀横向和纵向进给交替进行。用于工件直径较大、刀头长度较短的场合;反切法切断,车床主轴反转,车刀反装进行切断,如图3-58(c)所示,这种方法切削比较平稳,排屑也较顺利,但卡盘必须有保险装置,小滑板转盘上两边的压紧螺母也应锁紧,否则机床容易损坏。

图3-58 切断的方法

(1)切断的操作步骤及要点

图3-59、图3-60给出了直进法切断的操作,其操作步骤及要点如下。

图3-59 确定切断位置

图3-60 切断

①工件用卡盘装夹,伸出长度要加上切断刀宽度和刀具与卡爪间的间隙5~6mm,工件要用力夹紧。

②中、小滑板镶条尽可能调整得紧些。

③选择并调整主轴转速,用高速钢刀切断铸铁材料,切削速度5~25m/min;切断碳钢材料,切削速度20~25m/min;用硬质合金刀切断,切削速度45~60m/min。

④确定切断位置,将钢直尺一端靠在切断刀的侧面,移动床鞍,直到钢直尺上要求的长度刻线与工件端面对齐,然后将床鞍固定,如图3-59所示。

⑤切断。开动机床,加切削液,移动中滑板,进给的速度要均匀而不间断,直至将工件切下,如图3-60(a)所示。如工件的直径较大或长度较长,一般不切到中心,留2~3mm,将车刀退出,停车后用手将工件扳断,如图3-60(b)所示。

(2)切削用量的选择

①切削深度ap。切削深度ap等于切断刀主切削刃宽度。

②进给量f。用高速钢切断刀切钢料时,取f=0.05~0.1mm/r,切铸铁时,取f=0.1~0.2mm/r;用硬质合金切断刀切钢料时,取f=0.1~0.2mm/r,切铸铁时,取f=0.15~0.25mm/r。

③切削速度v。用高速钢切断刀切钢料时,取v=20~42m/min,切铸铁时,取v=15~24m/min;用硬质合金切断刀切钢料时,取v=70~120m/min,切铸铁时,取v=60~100m/min。

(3)切断时应注意的事项

①切断毛坯表面工件时,最好先用外圆车刀把工件先车圆,或开始时(切毛坯部分)尽量减小进给量,以免造成“扎刀”现象。

②手动进给切断时,摇动手柄应连续、均匀。如不得不中途停车时,应先把车刀退出再停车。

③用卡盘装夹工件切断时,切断位置尽可能靠近卡盘。

④切断由一夹一顶装夹的工件时,工件不应完全切断,应卸下工件后再敲断。