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合理選擇刀具的重要因素

  切斷工序考慮因素根據(jù)最近的一份國(guó)際調(diào)查結(jié)果顯示绅这,用戶重視生產(chǎn)效率纺蛆、加工穩(wěn)定性、無(wú)故障切削污筷、刀具壽命可預(yù)測(cè)性以及零件質(zhì)量一致性工闺,并將其列為切斷工序主要的優(yōu)先考慮因素。

  切斷工序面臨的挑戰(zhàn)切斷工序看上去或許相當(dāng)直截了當(dāng)瓣蛀,并且也確實(shí)如此尾烛,但是為了在保證現(xiàn)代車削的高生產(chǎn)效率時(shí)安全地執(zhí)行這些工序,就需要克服所帶來(lái)的切削挑戰(zhàn)。這之中面臨的主要問(wèn)題仍是:毛刺和飛邊形成萤考、切屑形成和排屑悠拗、振動(dòng)趨勢(shì)以及不一致且過(guò)早的刀具磨損。

  值得慶幸的是乒柳,如果選擇合適的刀具并正確地加以應(yīng)用尘是,那么在今天這一切都不是問(wèn)題。  

  刀具選擇的第一步首先彭铐,需要確立最適合于工序的刀柄類型和刀具系統(tǒng)岸欣。在這里,尤其是工件直徑起到了至關(guān)重要的作用摊谢,因?yàn)榈侗c所需的切削深度直接相關(guān)凰届。切斷時(shí)大多數(shù)切削深度處于6~28mm的中等加工范圍之內(nèi)。深切斷的切削深度為28~55mm辕芳,而淺切斷則為0.25~6mm桶棍。還有其它極端的情況。選擇刀柄時(shí)性宏,通用性和穩(wěn)定性之間可能出現(xiàn)必要的折中群井。相關(guān)的批量大小和操作變化將影響到選擇方向。由于刀具懸伸可設(shè)置成適合不同的直徑毫胜,因此就可將帶可調(diào)整刀板的刀具用于各種各樣的工件直徑书斜。

  另一方面,帶整體式增強(qiáng)刀板的刀柄只適合一定范圍的直徑酵使,但能提供最大的強(qiáng)度荐吉。兩種不同的切斷刀具類型之間是通用的切斷刀具,具有適合單刃或雙刃刀片的螺釘式或彈性?shī)A緊口渔。在這里样屠,選擇最大的刀柄尺寸,例如刀柄和刀板高度缺脉,增加了刀具的穩(wěn)定性痪欲,從而適應(yīng)不同切深的變化。 螺釘夾緊意味著最高的刀片及刀柄穩(wěn)定性攻礼,而彈性?shī)A緊則可利用窄刀具增加通用性和可達(dá)性业踢,這樣就只需切削少量材料,并且機(jī)床功率也較低甚宜。最佳的刀片選擇步驟切削刃至關(guān)重要种洛。它將在切削中引導(dǎo)刀具,并控制切屑映情,同時(shí)決定飛邊和毛刺的形成以及或多或少的提高材料的切削效率拔泪。

  刀具穩(wěn)定性的根本所在是相對(duì)較薄的刀片與刀柄之間的接口質(zhì)量笑杯。為了保持穩(wěn)定性击罪,就需要良好的軌道和V形刀片座結(jié)構(gòu)马绝,并最好與相對(duì)較長(zhǎng)的刀片配合使用,這種結(jié)構(gòu)對(duì)切斷刀具性能來(lái)說(shuō)至關(guān)重要垒某。刀片寬度因切斷刀具的切削深度能力而異盼靠,小切削深度(工件直徑)可使用薄刀片擂冷,而大切削深度則需使用更寬的刀片以保證強(qiáng)度磁不。刀柄上的刀片座型號(hào)與刀片寬度相對(duì)應(yīng)曹略,每種系統(tǒng)都有其特定的刀片寬度范圍,例如CoroCut單贬池、雙刃系統(tǒng)具有八種不同的刀片寬度踢故,范圍從1.5~8mm不等;而CoroCut 3則適合于淺切斷惹苗,具有3種刀片寬度殿较,范圍介于1~2mm之間。 

  當(dāng)為工序選擇刀片槽形和牌號(hào)時(shí)桩蓉,應(yīng)當(dāng)確立切削刃鋒利性淋纲、強(qiáng)度和寬度最合適的組合,以確保盡可能高的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量院究,從而獲得最大的生產(chǎn)效率洽瞬。鋒利的刃槽形易于切削,所需機(jī)床功率小业汰,并且最小化了振動(dòng)趨勢(shì)伙窃。堅(jiān)固的槽形負(fù)前角更大,切削刃也得到增強(qiáng)样漆,因此能承受住要求更苛刻的切削和粗加工为障,并且可以實(shí)現(xiàn)更高的進(jìn)給率。加工條件和操作變化指明了選擇方向放祟,并且通常存在折中鳍怨,尤其在需要一定程度的通用能力時(shí),半精加工槽形就是其良好選擇巾妖。

  通過(guò)選擇當(dāng)今的不同刀片惧梦,就能獲得各種最佳化的可能性——Wiper(修光刃)刀片用于提高表面質(zhì)量和進(jìn)給;而增強(qiáng)的刀片圓角則可獲得更高的進(jìn)給能力和安全性衙地,并通過(guò)更軟的切削作用和毛刺最小化實(shí)現(xiàn)良好的切削控制眶侣。對(duì)于刀片牌號(hào)選擇,切削刃強(qiáng)度應(yīng)該是最初要優(yōu)先考慮的因素洗筛,因?yàn)閺?qiáng)度可確保切斷工序的安全性夷著。這意味著應(yīng)優(yōu)先考慮韌性宿柜,而不是更鋒利和更硬的槽形和牌號(hào)。

  其次基于操作因素和加工條件獲得合乎要求的表面質(zhì)量和進(jìn)給率望星,并繼續(xù)改進(jìn)牌號(hào)使其更為耐磨霹补,從而獲得更高的進(jìn)給和更長(zhǎng)的刀具壽命。通過(guò)應(yīng)用最新且廣泛的PVD涂層牌號(hào)使工藝變得更為簡(jiǎn)單浸萤。這種牌號(hào)能夠提供具有高進(jìn)給能力的通用解決方案十匆,并且對(duì)大多數(shù)工件材料都進(jìn)行了優(yōu)化。(GC1125)加工時(shí)對(duì)切削刃磨損的檢驗(yàn)和基本分析指出了為獲得最佳性能而進(jìn)行的切削參數(shù)調(diào)整或可能的替換牌號(hào)顷锰〖泶停基本指標(biāo)是切削刃變形,這意味著切削刃太韌了官紫;而切削刃崩碎則意味著切削刃太硬肛宋,記得采用推薦的切削參數(shù)。

  最小化飛邊和毛刺毛刺形成是切斷工序中的一個(gè)控制問(wèn)題束世,也是一項(xiàng)刀片選擇因素酝陈。切削刃的前角(主偏角)很大程度上決定毛刺的形成——0°主偏角一般會(huì)產(chǎn)生最筆直的切削路徑和最佳的表面質(zhì)量,但是會(huì)在切口末端留下毛刺毁涉。在切斷的部分落下并且切削刃通過(guò)工件中心后沉帮,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離預(yù)期的直刀具路徑贫堰,因此具有較大前角的切削刃會(huì)對(duì)切口的直線度產(chǎn)生負(fù)面影響穆壕。出于這個(gè)原因,盡管從鋒利方面應(yīng)考慮低進(jìn)給槽形可選用的10°和15°的前角严嗜,但適中的斜角刃(5°)通常為最佳選擇粱檀。在限制飛邊形成方面,切削刃的鋒利性起到了很重要的作用漫玄。

  磨削的正前角切削刃可以最小化飛邊牙饲,而帶有大圓角刀尖的堅(jiān)固槽形則容易形成飛邊,尤其是采用較大的進(jìn)給率時(shí)猬笑。在這方面舀鼎,當(dāng)采用同一刀具或精加工刀具切斷之后的額外走刀可能是獲得最佳生產(chǎn)效率的一種解決方案。 

  切斷工序的其他影響因素優(yōu)化裝夾不僅可影響工序結(jié)果呜颓,而且也對(duì)可優(yōu)化的程度產(chǎn)生影響园桑。基本原則是最小化刀具懸伸以獲得剛性候摹,并確保切削刃盡可能靠近中心線塔端。對(duì)于良好的切斷方法來(lái)說(shuō),合適且充足的冷卻液供應(yīng)及其方向常常也至關(guān)重要她添。帶集成式冷卻液供應(yīng)的刀塊就是一種解決方案媒湖;此外冷卻液從下面供應(yīng)可以延長(zhǎng)刀具壽命和改善切屑控制馋奠。切斷棒料時(shí),所切削的工件直徑會(huì)不斷變小舒贼,到達(dá)中心時(shí)接近于零丰吐。切削速度因此會(huì)顯著降低,從而增大積屑瘤在切削刃上形成的趨勢(shì)琳钉,進(jìn)而對(duì)刀具壽命產(chǎn)生負(fù)面影響势木。提高主軸轉(zhuǎn)速并在穿過(guò)之前將進(jìn)給率降低幾毫米能夠彌補(bǔ)這種不利影響。

  最基本的優(yōu)化因素對(duì)于競(jìng)爭(zhēng)激烈的切斷應(yīng)用來(lái)說(shuō)歌懒,最佳化進(jìn)給率幾乎總是主要優(yōu)先考慮的其中一個(gè)因素啦桌。進(jìn)給在很大程度上決定生產(chǎn)效率的高低,也即執(zhí)行工序所需時(shí)間的長(zhǎng)短歼培。(成功地實(shí)現(xiàn)每轉(zhuǎn)0.15mm的進(jìn)給震蒋,而不是0.10mm茸塞,并且刀具壽命更長(zhǎng)和可預(yù)測(cè)躲庄,兩者之間存在著巨大的差別。)進(jìn)給也意味著可以在切削钾虐、停留或啄進(jìn)期間通過(guò)改變進(jìn)給來(lái)控制切屑形成噪窘。在降低切削速度時(shí)也可提高進(jìn)給率以最小化振動(dòng)趨勢(shì)。進(jìn)給率也應(yīng)針對(duì)正確的刀具壓力進(jìn)行設(shè)置以確保直刀具路徑效扫,并在切斷終了前有所降低以免強(qiáng)行切斷倔监,同時(shí)在間斷切削時(shí)確保其安全性。最后得出結(jié)論计侯,進(jìn)給帝畸、刀片和刀柄的組合是切斷時(shí)至關(guān)重要的最佳化因素。


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