車削作為常見的加工方式之一，用于加工軸、盤、套和其他具有回轉(zhuǎn)表面的回轉(zhuǎn)體或非回轉(zhuǎn)體工件。今天我們來分享一篇干貨滿滿的車削經(jīng)驗，從外圓車削、內(nèi)圓車削、硬零件車削技巧以及提升工件質(zhì)量等方面幫助大家。

外圓車削應(yīng)用技巧

易于振動的零件

一次走刀完成切削（例如管件）

建議通過一次走刀完成整個切削，以將切削力沿軸向引導(dǎo)至夾頭/主軸方向。

示例：

外徑（OD）=25mm（0.984英寸）

內(nèi)徑（ID）=15mm（0.590英寸）

切深ap=4.3mm（0.169英寸）

得到的壁厚=0.7mm（0.028英寸）

可使用接近90°的主偏角（接近0°的切入角）沿軸向引導(dǎo)切削力。這將最大限度地減少零件受到的彎曲力。

兩次走刀完成切削

同步進行的上下刀架加工將使徑向切削力達(dá)到平衡，并避免零件振動和彎曲。

細(xì)長/薄壁零件

車削細(xì)長/薄壁零件時，應(yīng)考慮以下因素：

使用接近90°的主偏角（接近0°的切入角）。在加工過程中，即使是微小的變化（主偏角/切入角從91°/-1°變?yōu)?5°/-5°）也將影響切削力方向

切深ap應(yīng)大于刀尖半徑RE。大切深ap將增加軸向力Fz并減小徑向切削力Fx，從而減少振動

使用具有鋒利切削刃和小刀尖半徑RE的刀片，由此降低切削力

考慮使用金屬陶瓷或PVD材質(zhì)，以確保耐磨性和鋒利的刀片切削刃，這是此類工序的首選

臺肩加工/臺肩車削

遵照步驟1~5以免損壞刀片切削刃。這種方法非常適用于CVD涂層刀片，可大大減少刀片斷裂。

第1~4步：

使每個步驟（1~4）的距離與進給率保持相同，以免堵屑。

第5步：

通過從外徑開始朝向內(nèi)徑進行一次垂直切削來完成最后切削。

如果對臺肩進行端面車削時的加工順序是由內(nèi)徑到外徑，則也可能出現(xiàn)切屑卷繞在刀具半徑上的問題。更改刀具路徑可以改變切屑方向并解決問題。

車端面

從車端面（1）和倒角（2）開始。如果可能且工件的幾何條件允許，則優(yōu)先加工倒角（3）。縱向切削（4）是最后一道工序，刀片在加工過程中將平穩(wěn)進刀和退刀。 端面車削應(yīng)是在零件上設(shè)置下一次走刀的參考點的第一道工序。 當(dāng)切削刃離開工件時，在切削末端形成毛刺，這通常比較麻煩。離開倒角或圓角（翻轉(zhuǎn)圓角）可以最小化甚至避免毛刺形成。 零件上的倒角將使刀刃能夠更順利地進入（無論是端面還是縱向車削）。

斷續(xù)切削

進行斷續(xù)切削加工時：

在快速斷續(xù)切削（例如六角棒材）應(yīng)用中，使用PVD材質(zhì)確保刃線韌性

在大型零件和重載斷續(xù)切削應(yīng)用中，使用韌性CVD材質(zhì)確保整體韌性

考慮使用高強度斷屑槽充分提高抗崩刃性能

關(guān)閉冷卻液可能有利于避免熱裂紋

在精加工零件上加工出退刀槽使用盡可能大的刀尖半徑RE進行縱向車削和端面車削，由此可確保：

高強度切削刃，更高的可靠性

良好的表面質(zhì)量

能夠使用高進給

不要超過退刀槽寬度，將其作為去除毛刺的最后一道工序執(zhí)行。

內(nèi)圓車削應(yīng)用技巧

選擇盡可能大的鏜桿直徑，但同時應(yīng)確保在鏜桿與孔之間留出足夠的排屑空間

確保所使用的切削參數(shù)有利于充分排屑，并產(chǎn)生正確的切屑類型

選擇盡可能小的懸伸，但同時應(yīng)確保鏜桿長度能夠?qū)崿F(xiàn)推薦的夾緊長度。夾緊長度不得小于鏜桿直徑的3倍

加工振動敏感零件時，使用減振鏜桿

選??????????????擇?????????????????盡???????????可能接近90°的主偏角（接近0°的切入角），以沿著鏜桿引導(dǎo)切削力。主偏角不得小于75°（切入角不得大于15°）

作為首選，可轉(zhuǎn)位刀片應(yīng)具有正前角基本形狀和正前角刀片槽型，以最大限度地減小刀具偏斜

選擇小于切深的刀片刀尖半

切削刃吃刀量不足可能增加由切削過程中的摩擦導(dǎo)致的振動

選擇大于刀尖半徑的切削刃吃刀量，以確保良好的切削作用

切削刃吃刀量過大（大切深和/或進給）可能增加由刀具偏斜導(dǎo)致的振動

無涂層或薄涂層刀片產(chǎn)生的切削力通常要低于厚涂層刀片。當(dāng)長徑比較大時，這一

點變得尤為重要。鋒利的切削刃通常能夠最大限度地減少振動趨勢，從而提高孔質(zhì)量

對于內(nèi)圓車削而言，具有開放式斷屑槽的槽型通常更有利

在某些工序中，可以考慮韌性水平更高的刀片材質(zhì)，因為它能應(yīng)對任何切屑堵塞風(fēng)險或振動趨勢

如果需要改善切屑形成，可考慮修改刀具路徑??????????????????????

硬零件車削應(yīng)用技巧

除了一般車削建議之外，硬零件車削還有一些關(guān)鍵考慮因素（如生產(chǎn)過程包括在硬化之前的軟車階段零件準(zhǔn)備）：

避免毛刺

保持嚴(yán)格尺寸公差

在熱處理前進行倒角和加工半徑

不要突然進刀或退刀

通過圓弧切入或切出進刀或退刀

表面測量

X軸：特征長度

Y軸：直徑偏差

裝夾

良好的機床穩(wěn)定性、工件正確夾緊和定位至關(guān)重要

總的準(zhǔn)則是，對于只有一端受到支撐的工件，一般推薦工件長徑比不超過2:1。如果存在附加的尾座支撐，則可增加長徑比

請注意，卡座和尾座的熱對稱設(shè)計將進一步增加尺寸穩(wěn)定性

使用Coromant Capto系統(tǒng)

最大限度地減少所有懸伸，以最大限度地提高系統(tǒng)剛性

對于內(nèi)圓車削，考慮硬質(zhì)合金刀柄鏜桿和Silent Tools

刀片微觀槽形

兩種典型的刃口鈍化CBN刀片是S型和T型。

S型：具有最佳刃邊強度。具有抗微崩刃性能，可確保一致的表面質(zhì)量。

T型：能夠在連續(xù)切削中實現(xiàn)最佳表面質(zhì)量，在斷續(xù)切削中盡可能減少毛刺形成。切削力較低。

刀尖槽形

如果工況穩(wěn)定，請務(wù)必使用Wiper（修光刃）槽型以確保最佳表面質(zhì)量。

對生產(chǎn)率要求較高時，使用小主偏角刀片。

當(dāng)穩(wěn)定性較差（細(xì)長工件等）時，應(yīng)使用常規(guī)半徑刀片。

濕式或干式加工

不使用冷卻液進行硬零件車削是理想情況，并且完全可行。CBN和陶瓷刀片都能承受較高的切削溫度，因此消除了與冷卻液有關(guān)的成本問題和難題。 某些應(yīng)用可能需要冷卻液，例如為了控制工件的熱穩(wěn)定性。在這些情況下，確保冷卻液在整個車削工序中的連續(xù)流動。 通常，加工時產(chǎn)生的熱量會分配給切屑（80%）、工件（10%）和刀片（10%）。由此可以看出從切削刃區(qū)域排屑的重要性。

切削參數(shù)和磨損

切削刃區(qū)域中的高熱量減小了切削力。因此，切削速度過低會產(chǎn)生較少的熱量并可能導(dǎo)致刀片破裂。

月牙洼磨損會逐漸影響刀片強度，但不會對表面質(zhì)量產(chǎn)生同等程度的影響。相反地，后刀面磨損會逐漸影響尺寸公差。

決定刀具壽命的磨損比例

*) 后刀面磨損 **) 月牙洼磨損

換刀準(zhǔn)則

預(yù)定表面質(zhì)量（B）是一種常用且實用的換刀標(biāo)準(zhǔn)。表面質(zhì)量會在一個單獨的工位自動測量，并給出表面質(zhì)量的規(guī)定值。

為了實現(xiàn)優(yōu)化且更加穩(wěn)定的加工過程，將預(yù)定零件數(shù)（A）設(shè)為換刀標(biāo)準(zhǔn)。該值應(yīng)比平均零件數(shù)小10%~20%，確切的數(shù)值根據(jù)具體情況而定。

A：預(yù)定零件數(shù)

B：預(yù)定表面質(zhì)量

X軸：零件數(shù)

Y軸：表面質(zhì)量

藍(lán)線：刀片磨損

紅線：最大Ra/Rz值

一次切削策略一次切削“金屬去除”策略對于外圓和內(nèi)圓工序都是可行的。在內(nèi)圓車削中，穩(wěn)定裝夾非常重要，刀具懸伸不應(yīng)超過鏜桿直徑（1×D）。為了獲得良好的加工結(jié)果，建議使用經(jīng)過倒棱處理的輕微珩磨刀片以及中等切削速度和進給。 優(yōu)點

盡可能快的加工時間

一個刀位

缺點

難于滿足小的尺寸公差

刀具壽命較短（與二次切削相比）

因磨損相對較快而出現(xiàn)尺寸偏差

兩次切削策略

兩次切削策略可使用在無人化生產(chǎn)加工高表面質(zhì)量。建議使用半徑為1.2 mm（0.047英寸） 的粗加工刀片以及只有一條倒棱的T型精加工刀片。兩種刀片都應(yīng)采用Wiper（修光刃）槽形。

優(yōu)點

刀具針對粗加工和精加工經(jīng)過優(yōu)化

更高的安全性、更小的公差和可能更長的換刀間隔

缺點

需要兩個刀片

兩個刀具位置

一次換刀

為了獲得高質(zhì)量的車削零件，切屑控制是需要考慮的最重要因素之一。選擇正確的切削參數(shù)并運用我們的應(yīng)用技巧可獲得理想的零件質(zhì)量。

成功的切屑控制

切屑控制是車削加工的關(guān)鍵因素之一，含有3種基本的斷屑形式變化：

自斷屑（例如灰口鑄鐵）

撞擊刀具斷屑

撞擊工件斷屑

自斷屑

撞擊刀具斷屑

撞擊工件斷屑

斷屑的影響因素

刀片槽型：切屑更開放還是更緊湊取決于容屑槽的寬度以及微觀和宏觀結(jié)構(gòu)設(shè)計

刀尖半徑：小刀尖半徑對切屑的控制程度要高于大刀尖半徑

主偏（切入）角：根據(jù)主偏角，切屑被引導(dǎo)至不同的方向：朝向臺肩或遠(yuǎn)離臺肩

切深：根據(jù)工件材料，更大的切深將影響斷屑，從而產(chǎn)生更大的切削力來實現(xiàn)斷屑和排屑

進給：更高的進給通常將產(chǎn)生強度更高的切屑。在某些情況下可能有助于斷屑和切屑控制

切削速度：切削速度變化可能影響斷屑性能

材料：短切屑材料（例如鑄鐵）通常容易加工。對于具有出色的機械強度和抗蠕變性（材料緩慢移動或在壓力之下變形的趨勢）的材料（例如Inconel），斷屑性能更受關(guān)注

車削的切削參數(shù)

為車削選擇正確的速度和進給時，請務(wù)必考慮機床、刀具、刀片和材料。

開始時使用低進給率，以確保刀片安全性和表面質(zhì)量；然后提高進給率，以改進斷屑性能

使用大于刀尖半徑的切深。這樣可將刀片的徑向偏斜減至最小，這在內(nèi)圓加工中很重要

切削速度設(shè)置過低將縮短刀具壽命。請務(wù)必使用推薦的切削速度vcm/min（英尺/分鐘）

使用冷卻液提高車削零件質(zhì)量

如果正確應(yīng)用，冷卻液將提高加工安全性、刀具性能和零件質(zhì)量。使用冷卻液時，應(yīng)考慮以下因素：

強烈建議將采用高精度冷卻液的刀具用于精加工應(yīng)用

斷屑所需的冷卻液壓力取決于噴嘴直徑（出口）、所加工的材料、切深和進給

所需的冷卻液流量取決于壓力和冷卻液孔的總冷卻液輸送面積

在半精加工和粗加工應(yīng)用中，建議使用下方冷卻液

對于精加工工序，建議同時使用高精度上方冷卻液和下方冷卻液

通過正確使用冷卻液應(yīng)對各種挑戰(zhàn)

切屑控制問題：使用上方冷卻液

尺寸問題：原因通常是溫度過高 - 同時使用上方和下方冷卻液以及盡可能高的冷卻液壓力

表面質(zhì)量差：如果缺陷是由切屑導(dǎo)致的，則使用上方冷卻液

粗加工工序中的刀具壽命不可預(yù)測：僅使用下方冷卻液

精加工工序中的刀具壽命不可預(yù)測：同時使用上方和下方冷卻液

內(nèi)圓車削工序排屑不良：同時使用上方和下方冷卻液，以及盡可能高的冷卻液壓力

在車削零件時如何獲得良好的表面質(zhì)量

表面質(zhì)量的通用規(guī)則：

通常可通過使用更高的切削速度來提高表面質(zhì)量

刀片槽型（中置型、正前角和負(fù)前角以及正后角）會影響表面質(zhì)量

刀片材質(zhì)的選擇對表面質(zhì)量有一些影響

如果出現(xiàn)振動趨勢，則選擇更小的刀尖半徑

Wiper（修光刃）刀片

Wiper（修光刃）刀片能夠以高進給率車削零件，而不會失去加工出良好表面質(zhì)量的能力或斷屑能力。 一般準(zhǔn)則是：進給率提高一倍，相同的表面質(zhì)量。相同的進給率，表面質(zhì)量提高一倍。 Wiper（修光刃）刀片的設(shè)計能夠使刀片沿著工件進給時加工出的表面更光滑，修光刃效果主要為直線車削和端面車削而設(shè)計。

標(biāo)準(zhǔn)半徑

Wiper（修光刃）半徑

標(biāo)準(zhǔn)刀片與Wiper（修光刃）刀片基于進給率的比較

注意！與標(biāo)準(zhǔn)刀尖R角對應(yīng)的所有值都是理論值。與Wiper (修光刃) 刀尖R角對應(yīng)的值是基于低合金鋼的試驗值。

審核編輯 ：李倩