切削热、振动、断刀…槽加工难点这样破！
各种槽是机械零件上常见到的结构形状。通常有圆柱体内外表面上的环槽、密封圈槽、带倒角的斜槽、成形槽、各种标准的螺纹槽、内外圆柱体端面上的槽；圆柱面上和孔内与轴线平行的键槽、花键槽、齿槽以及平面上的多种形状的槽等等。一般回转体表面上的的各类槽，常用车削的方法加工。
“槽”看起来形状很简单，但实际加工时有它的特殊性和困难性。槽加工的特殊性和困难性是：①它通常是用刀具的一个主刀刃和两侧的副刀刃同时进行三面切削，被加工材料塑性变形复杂，摩擦阻力大，因此加工速度和进给量受限制，切削厚度虽薄，但平均变形大，单位切削力，总切削力与功耗大，有统计它比一般外圆切削大20%左右。同时产生切削热也多，散热条件差，切削温度高，刀具易损伤；②随切深加大，圆柱体工件直径不断减少，切削速度实际在不断变化，切削力热等也在不断变化，特别在切深大和切断加工时，切削速度由最大逐渐减少甚至到“零”；③工件或刀具一面旋转，刀具一面逐渐切入，在工件表面实际形成的是阿几米得螺旋线，由此造成实际前角、后角和切削条件也在不断变化；④通常所切的槽较窄，刀片也窄，刀片在刀杆刀体中的定位安装面小。定位安装不稳定，刚性差易振动，槽越窄越深，刀片悬伸越长，刀具刚性越差，刀片更易移位振动损伤。对待这些问题应如何处理好呢？各槽加工刀具公司为此煞费苦心。
以色列的VARGUS公司作为高端螺纹车削、铣削加工等工具的领先制造商也推出了能降低加工成本高效切削的Groovex切槽刀具产品系列，即VG-Cut产品系列在深槽，切断，车削宽槽，仿形槽，端面槽以及槽间螺纹加工上拓展了广阔的应用范围。它的刀片可配置了几种性能优异的断屑槽和材质，具有多种功能特性适应客户不同的产品的加工需求。VG-CUT系列包含有的螺纹标准范围大，也可以在靠近轴端面处进行槽加工，深度可达10.0mm。VG-Cut产品系列，还设计具有独特的多用途刀片槽型，这样大大地缩减了用户的刀片品种库存。为提高槽加工的质量和效率合理选择槽加工刀具的步骤是：
1.判定加工类型，也就是首先应据零件需加工的是哪种槽型，是外圆、内圆、端面上的直槽还是型槽，槽的深度和宽度多少，槽与台阶连接处的根部形状如何、还是切台阶面间的螺纹槽，或直接用于切断等。图1显示了几种典型不同的槽型和VARGUS公司的几种不同的刀杆，有整体式、模块式、刀板式、模块式、模块化端面切槽式和内圆切槽式。
■图1：不同槽型和VARGUS公司采用的刀杆和刀片型式
2.判定被加工工件材料类别，一般按被加工金属分有，碳钢合金钢类、铸铁类、不锈钢类、淬硬钢材类、耐热合金类、非铁金属类。同类别中由于材料的成分不同，不同热处理处理后具体的金相组织不同机械性能不同和被切削性能也不相同，尚应分别选择不同的刀片刀杆。
3.决定加工时适宜采用的刀片槽（又称断屑槽）型，同样的刀片在加工不同的槽形不同的零件材料时，为高效持久加工，在刀片上先设计制出不同的槽型，即在刀面上使之具有不同结构角度形状的槽以提高切削、断屑和排屑性能使切削正常持续进行，刀片经久耐用。VARGUS公司设计做出四种基本槽（断屑槽）型如图2的GT、GP、GM、GF为加工曲面槽和左右螺纹又设计做出三种槽型如图3的GR、RS、LS它们的特点见图中说明。
■图2：基本槽型
■图3：补充槽型
其中GT是通用多功能型，适应的范围最广。GF是具有正前角适合于小零件，薄壁零件和轻加工 。GM的结构在切削某些塑性材料时，可防止产生切屑粘附，顺利切削。GP具有负前角刃口增强了刀刃，适合高速大进给。GR具有多功能圆刃槽型适合于仿形和根切加工。
4.正确选择刀片材质 ，刀片基体的材质最常用是硬质合金等，它们的国际标准牌号是按适切金属材料类别，分别以P（适切钢合金钢类）、M（适切不锈钢类）、K（适切铸铁类）、N（适切非铁金属类），S（适切耐热钢类），H(适切淬硬钢类)后加不同数字来表示，以应对同类材料具体的组织和机械性能差异也能顺利切削。各大刀具公司具体对刀片材料命名不同，但都应和国际标准牌号相对应。如图4切槽用三种硬质合金刀片常用基体材料，VARGUS公司的VMG、VPG、VKG牌号相对国际牌号是M35、P20、K25。在这些牌号刀片的表面有相应适合的物理或化学涂层。
■图4：刀片的牌号与性能比较
■图5：不同槽型和不同要求下推荐刀片材料
5.据加工类型选择刀片和刀杆材料和形式，图1上可知有几种基本刀杆和刀片形式；整体式、模块式用得较广，薄薄的刀板用于切槽和切断，它需装在专门的刀架上。模块化端面切槽刀更换模块可以方便地加工不同直径的端面槽。孔内的槽用可内圆切槽刀。还有新开发的GVN型它可安装三角形带3个切削刃的可转位刀片并设计具有独特的强力定位压紧结构、车削和切槽的断屑槽型，它可切极近端面的槽，进行左右手加工和切断加工能进一步提高加工效率（图6）。
■图6：GV型切槽切断刀
好刀先要自身坚硬，除用优质材料，涂层，合理的刀刃形状结构槽型外，还必须能改进薄弱刚性差刀片的定位面形状结构使它能被牢靠稳固地安装，即必须要解决好固有刚性非常不足的定位夹紧问题。特别在深槽加工时，为此他们在图1的各种刀片上下做出两条凹角长槽定位面，切槽刀杆的刀片定位支承面上和夹紧刀片的上压板下做出相应凸角，形成较复杂的上下角型面的定位如图7。三角形可转位刀片由图6中可以看出刀片在刀杆依靠多个定位表面和红线所示加强定位面，牢固强力地支承住刀片。为保证了各定位面相对位置的正确性VARGUS公司依靠他们精确的加工实现了对刀片正确稳定的定位从而提高了安装刚性。图7为GV型在近端面进行槽加工。刀片上适宜的槽型可方便地卷曲排除切屑。最大切深为6mm。
■图7：刀片和安装它们的上下角形定位面
■图8：近端面切槽和车宽槽加工
由于切槽刀主副刀刃同时进行加工切削条件差切削温度高为改善切削条件提高切削效率，VARGUS的多款切槽刀具有多种高压内冷却液通道。
