當嘗試對刀片的價值進行評定時瞳聊,需要知道加工過程中的幾件事情。
首先,刀片的性能由硬質(zhì)合金的材質(zhì)等級決定宿饱,而材質(zhì)等級必須由使用者根據(jù)工件材料來選擇。這兩者之間的共性是切削速度脚祟。切削速度和硬質(zhì)合金材質(zhì)等級是在選擇時考慮其相互配合的兩個參數(shù)婶签。
其次拖见,刀片的性能也非常依賴其幾何角度,而刀片的幾何角度必須根據(jù)所進行的加工類型來選擇彪壳,如粗加工還是精加工滓莱。這里的共性指標是幾何角度相關(guān)的切削工況(進給量和切削深度)。
在本文中暴赡,我想強調(diào)切削刃的幾何角度及如何正確地建立幾何角度和切削深度咏哈、進給量和所進行的加工類型之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。
幾何角度類型
硬質(zhì)合金刀片的幾何角度有兩種基本的類型蒂茶。第一種被稱作微觀幾何角度或一種鋒利的微觀幾何角度萄罐,它距切削刃非常近。在形成切屑的那一刻小梢,靠這部分的幾何角度來彎曲吧玉、折斷和切除。這些典型的“F”槽型生成短切屑挤奢。像這樣的切削刃的機械強度是相當有限的——每樣東西都集中在切削刃上警畴,提高了脆性。這就要求我們在使用這種類型的槽型時限制切削深度和進給量舆吮。
另一種幾何角度的基本類型被稱作粗加工槽型或“R”槽型揭朝。粗加工槽型的大優(yōu)勢是它使切削刃的強度更好;缺點是我們讓排屑更自由色冀,生成更長的切屑潭袱。
最有意思的幾何角度是“F”和“R”槽型的組合。在山高锋恬,我們把這些組合的槽型稱作“M”槽型屯换,例如新的MF5槽型。有了這些槽型与学,我們試圖找到機械強度和良好的斷屑能力盡可能最佳的組合彤悔。
無論我們提供什么樣的槽型,我們總是能讓它工作癣防,只要我們遵循一些有關(guān)切削工況(即切削深度和進給量)的基本原則蜗巧。
切削深度的基本原則是它絕不能小于刀片的刀尖圓弧半徑。例如蕾盯,如果你使用的刀片的刀尖圓角為0.8 mm幕屹,最小切削深度通常應該是0.8mm。但是取涕,在精加工時触良,我們必須接受這一總是生成長切屑的自然趨勢,因為我們的用量低于這個限制值。
選擇的切削深度也不能太高颓腮,因為我們會冒刀片機械負荷超載的風險并將最終導致刀片破壞底悍。
基本原則是切削深度絕不能超過切削刃的有效長度(對于如“V“形刀片之類更易碎的刀片,我們必須進一步降低那個數(shù)值)谭某。
對于一片刀片蜡瓜,我們必須考慮的另一件事是進給量。通常接竣,進給量的最大值是刀片的刀尖圓弧半徑的一半昨浆。例如,如果你有一種刀片的刀尖圓弧半徑是0.8mm巢季,通常我們使用的進給量絕不能高于0.4mm魔呈。
修光刃刀片
對于所謂的“修光刃”刀片的需求在不斷增加。修光刃提供了克服這種進給量限制的可能性并能應用更高的進給量(以較小的切削深度)沾谓,即使刀片具有較小的刀尖圓弧半徑委造。牢記,當你需求生產(chǎn)率最大化時均驶,這是很重要的昏兆。
進給量不能太小,因為切削刃將不能切削而且加工隨即減為摩擦過程辣恋。對于某些“F“槽型亮垫,我們能獲得非常低的進給量模软,因為這些切削刃是針對非常低的進給量進行專門開發(fā)的伟骨。
另一個非常重要的因素是切削深度和進給量之間的比值,用以獲得成形良好的切屑燃异,如不太長也不太短的切屑携狭。切削深度與進給量的比值也應該在某個范圍之內(nèi)』乩基于英制計量的長切屑材料逛腿,切削深度與進給量的比值應該在5到15之間。
通常仅颇,我們認為切削深度與進給量的理想比值約為10单默。例如,如果我們已經(jīng)選擇了進給量約為0.3mm瘦肥,與其結(jié)合使用的理想切削深度將是3mm入荞。
理想的比值
所有這些考慮因素,當被一起放在一張圖上挟伯,就是我們大多數(shù)客戶所熟知的斷屑圖捌冲。切削深度不能太高也不能太低;切削深度與進給量的比值應該接近形成正確切屑形狀的理想狀態(tài),而且這兩者的數(shù)值不能太高麸颜,因為不然的話我們將冒刀片破壞的風險低白。看一下斷屑圖朴魁,你能直接地看出如何解決斷屑問題酣夫。如果你正在使用的這些參數(shù)超出范圍,問題就將產(chǎn)生牙娇。
當然搅厕,幾何角度對于車削加工的影響有很多內(nèi)容可講。切削刃的幾何角度是切削刃本身的幾何角度氏仗、斷屑槽型和刀尖幾何角度的總和吉捶。正確選擇幾何角度的最佳組合為進一步優(yōu)化選擇提供了很多種可行性。
如果用戶希望再向前一步并恰好需要一些經(jīng)過技術(shù)優(yōu)化的刀片皆尔,這也可能使用如MF5這樣的新槽型呐舔。
在切削區(qū),我們看到“MF”槽型表現(xiàn)出它是一種相當鋒利的槽型慷蠕;使用這種類型的刀片珊拼,切削力及那些與切削力相關(guān)的參數(shù)是相對較低的。這種鋒利的切削刃與一種我們稱作“R”槽型的幾何角度相結(jié)合流炕,就在距切削刃的十分之幾毫米處澎现。它是一種為切屑順暢地形成提供一些空間的幾何角度,進一步降低了作用在切削刃上的切削力每辟。
在這個方面剑辫,MF5槽型是一種機械強度相當好且在選擇切削深度和進給量時給我們更多的確定性,結(jié)果使切削力更低渠欺。在車削時妹蔽,這是一種非常引人關(guān)注的情形,因為我們還進一步降低了振動的風險酥丛,我們不必需要太多的功率來使刀片工作绎疟,而且我們也沒有太多讓工件或刀具產(chǎn)生彎曲變形的風險。如果我們朝著刀片的刀尖看過去蘸暮,我們能看到兩個小的凸臺曼砾,它通過限制切屑從切削刃上排出的自由度來提供良好的切屑控制。在刀片前刀面上的那兩個凸臺在某種程度上為我們提供了神秘的優(yōu)勢懊据;與冷卻液的壓力結(jié)合在一起跑著,它們朝著刀尖方向推過去,形成一種“壓力艙”冲取。我們能看到冷卻液會進入到壓力艙凉灯,在切屑的底邊上生成額外的壓力并進一步將其抬升猪破。這個壓力有利于切屑的折斷。這是我們第一次看到這種類型的槽型玻啡,而這肯定會為加工的優(yōu)化提供非常大的優(yōu)勢滓乡。通過使用這種槽型,生成過長切屑的風險被極大地降低捌轮。
如果被正確地使用咆下,我們在MF5內(nèi)設(shè)計的切削幾何角度是針對金屬加工的現(xiàn)代思想進行“定制”的。
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