毛刺形成是切断工序中的一个控制问题,也是一项刀片选择因素。切削刃的前角(主偏角)很大程度上决定毛刺的形成——0°主偏角一般会产生最笔直的切削路径和最佳的表面质量,但是会在切口末端留下毛刺。在切断的部分落下并且切削刃通过工件中心后,斜角刃就能最小化或完全切掉毛刺。由于很容易控制刀具偏离预期的直刀具路径,因此具有较大前角的切削刃会对切口的直线度产生负面影响。出于这个原因,尽管从锋利方面应考虑低进给槽形可选用的10°和15°的前角,但适中的斜角刃(5°)通常为最佳选择。
在限制飞边形成方面,切削刃的锋利性起到了很重要的作用。磨削的正前角切削刃可以最小化飞边,而带有大圆角刀尖的坚固槽形则容易形成飞边,尤其是采用较大的进给率时。在这方面,当采用同一刀具或精加工刀具切断之后的额外走刀可能是获得最佳生产效率的一种解决方案。
切断工序的其他影响因素
优化装夹不仅可影响工序结果,而且也对可优化的程度产生影响。基本原则是最小化刀具悬伸以获得刚性,并确保切削刃尽可能靠近中心线。对于良好的切断方法来说,合适且充足的冷却液供应及其方向常常也至关重要。带集成式冷却液供应的刀块就是一种解决方案;此外冷却液从下面供应可以延长刀具寿命和改善切屑控制。
切断棒料时,所切削的工件直径会不断变小,到达中心时接近于零。切削速度因此会显著降低,从而增大积屑瘤在切削刃上形成的趋势,进而对刀具寿命产生负面影响。提高主轴转速并在穿过之前将进给率降低几毫米能够弥补这种不利影响。
最基本的优化因素
对于竞争激烈的切断应用来说,最佳化进给率几乎总是主要优先考虑的其中一个因素。进给在很大程度上决定生产效率的高低,也即执行工序所需时间的长短。(成功地实现每转0.15mm的进给,而不是0.10mm,并且刀具寿命更长和可预测,两者之间存在着巨大的差别。)
进给也意味着可以在切削、停留或啄进期间通过改变进给来控制切屑形成。在降低切削速度时也可提高进给率以最小化振动趋势。进给率也应针对正确的刀具压力进行设置以确保直刀具路径,并在切断终了前有所降低以免强行切断,同时在间断切削时确保其安全性。最后得出结论,进给、刀片和刀柄的组合是切断时至关重要的最佳化因素。