硬質(zhì)合金刀具選擇
車削加工是機(jī)械制造加工工藝的主要工序。特別是在重型機(jī)械加工制造業(yè)中，工件結(jié)構(gòu)尺寸堪稱巨型，重量高達(dá)60～80t，甚至上百噸，加工設(shè)備重型臥車回轉(zhuǎn)直徑達(dá)到6m，重型立車可達(dá)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(jìn)給速度慢。加工余量達(dá)單邊35～50mm，加之切削過程中工件平衡差，加工余量分布不均勻，機(jī)床的某些部件不平衡等因素引起的振動(dòng)，使加工的動(dòng)態(tài)不平衡過程要消耗很多的機(jī)動(dòng)時(shí)間和輔助時(shí)間。所以加工重型零件，提高生產(chǎn)率或機(jī)器設(shè)備的利用率，必須從增大切削層厚度和進(jìn)刀量入手，要重點(diǎn)考慮切削用量和刀具的選擇，改善刀具結(jié)構(gòu)和幾何形狀，將刀具材質(zhì)的強(qiáng)度特點(diǎn)考慮進(jìn)去，以求提高切削用量，顯著降低機(jī)動(dòng)時(shí)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(zhì)合金、立方氮化硼(CBN)、陶瓷等。重型切削深度一般可達(dá)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，盡管速度值處于積屑瘤發(fā)生區(qū)，但切削的高溫足使切屑與前刀面的接觸點(diǎn)處于液態(tài)，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、抗沖擊。陶瓷類刀具硬度高，但抗彎強(qiáng)度低，沖擊韌性差，不適于余量不均的重型車削，CBN存在同樣的問題。硬質(zhì)合金卻有較低的摩擦系數(shù)，可降低切削時(shí)的切削力及切削溫度，大大提高刀具耐用度，適于高硬度材料和重載車削粗加工。硬質(zhì)合金分為鎢鈷類?(YG)、鎢鈷鈦類(YT)?和碳化鎢類(YW)。加工鋼料時(shí)，YG類硬質(zhì)合金的強(qiáng)度和韌性好，但高溫硬度和高溫韌性較差：重型車削時(shí)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(zhì)合金。YT類硬質(zhì)合金有高硬度和耐磨性、高耐熱性、抗粘結(jié)擴(kuò)散能力和抗氧化能力，是重型車削常用的刀具材料，適于加工鋼料。然而在低速車削時(shí)，切削過程不平穩(wěn)會(huì)造成YT類合金的韌性差，產(chǎn)生崩刃：尤其是加工一些高強(qiáng)度合金材料時(shí)，YT類硬質(zhì)合金耐用度下降快，無法滿足使用要求。在這種情況下應(yīng)選用YW類刀具或細(xì)晶粒、超細(xì)晶粒合金刀具(如643等)。細(xì)晶粒合金的耐磨性好，更適用于加工冷硬鑄鐵類產(chǎn)品，效率較YW類刀具可提高1倍以上。
用硬質(zhì)合金刀具提高重型加工的車削速度，是提高生產(chǎn)率的關(guān)鍵之一，也是縮短生產(chǎn)循環(huán)期的有利因素。工序中分幾個(gè)行程切除大余量，每次的切削深度很小，而利用硬質(zhì)合金刀具的切削性能，切削速度就會(huì)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(dǎo)致刀具破碎，因此應(yīng)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，車刀一般采用前角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(qiáng)度。應(yīng)指出：?減小前角，切削力增大，但在g由15°變到10°時(shí)，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(qiáng)度3?尤其是在工件很重，旋轉(zhuǎn)帶有沖擊性的負(fù)荷時(shí)，切削刃的刃傾角l=10°～18°創(chuàng)造了最有利的切削條件，因而在切削時(shí)，沖擊力的作用點(diǎn)離開了刀尖，可防止刀尖破碎。?同時(shí)，在主切削刃上開有1mm左右寬的負(fù)倒棱、R2mm左右的刀尖圓角以提高刀刃的抗沖擊性能，但刀具安裝角度還要根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。
3?刀具結(jié)構(gòu)的選擇
粗加工階段切削余量大，對(duì)刀具的剛性要求較高。一般而言，整體刀具剛度好，但結(jié)構(gòu)笨重，裝卸困難：而機(jī)夾刀具拆卸靈活，動(dòng)剛度也可滿足加工要度。機(jī)夾刀具的刀片材質(zhì)選擇及夾持結(jié)構(gòu)對(duì)加工精度很重要，實(shí)際加工中發(fā)現(xiàn)，偏心銷夾緊和勾頭壓緊式不適合重型粗加工，因?yàn)榇旨庸r(shí)工藝系統(tǒng)振動(dòng)大，常使壓緊機(jī)構(gòu)松動(dòng)，導(dǎo)致刀片損壞：上壓式結(jié)構(gòu)也常因阻礙了切屑的流出而造成壓塊的損壞。機(jī)夾刀具的制造精度要求也很高，因?yàn)榧词刮⑿〉恼`差，也能使定位機(jī)構(gòu)變成承力機(jī)構(gòu)，由于重型切削的加工過程中切削力很大，易使刀具損壞。
4?切削用量的選擇
重型車削粗加工階段的切削深度可達(dá)到單邊50mm，相應(yīng)的切削速度為10m/min?左右，進(jìn)給量1.5mm/r。因?yàn)榇旨庸るA段以去除余量為主要加工目的，因此按照機(jī)械加工中切削余量的確定原則，為提高切削效率，應(yīng)加大切削深度。重型切削時(shí)由于切削深度大，所以切削力大，相應(yīng)的選擇較低的切削速度，一般為10～15m/min，進(jìn)給量為1～2mm/r。采用這樣的切削用量，工件的表面粗糙度比較差，只能達(dá)到Ra12.5～Ra6.3，可以通過滾壓的方法提高粗糙度值，以滿足后序加工的要求。