切斷是機(jī)加工領(lǐng)域的常見工序,其過程貌似簡單畏梆、直接您宪,但實(shí)際上包含了很多因素,面臨著眾多的技術(shù)挑戰(zhàn)奠涌,選擇和應(yīng)用合適的刀具解決切斷問題宪巨,這一切便可迎刃而解磷杏。
生產(chǎn)中需要執(zhí)行的工序常常包括棒料、管材和機(jī)械零件的切斷捏卓。作為一種車削工序极祸,盡管大量切斷只涉及工件直徑為12~50mm的范圍,但實(shí)際上切斷可涵蓋的工件直徑范圍為0.5~800mm怠晴。由于這一工藝經(jīng)常位于第一道工序或者最后一道工序遥金,因此其加工質(zhì)量必須得到很好的保證。這其中切斷直徑大小最為重要蒜田。為了使工序更為高效稿械,它對刀具裝夾、類型冲粤、尺寸甚至槽形來說都息息相關(guān)寿宅。企業(yè)只有緊跟切斷刀具和切斷方法的技術(shù)發(fā)展步伐,才能在加工車削件和多任務(wù)零件方面更具競爭力船遣。
切斷所面臨的挑戰(zhàn)
切斷工序看上去十分簡單卫糙,但實(shí)際上在現(xiàn)代車削的高生產(chǎn)效率條件下,安全地執(zhí)行這些工序需要克服很多挑戰(zhàn)营慷。主要有:毛刺和飛邊形成慢荧、切屑形成和排屑、振動趨勢以及不一致且過早的刀具磨損等朽慕。在車間執(zhí)行切斷工序時松奖,企業(yè)十分關(guān)注生產(chǎn)效率、加工穩(wěn)定性盹挑、無故障切削赃慰、刀具壽命可預(yù)測性以及零件質(zhì)量一致性等問題。如果采用合適的刀具和應(yīng)用假刘,這些問題皆可解決纪尊。
切斷工序的選擇
1.切斷的基本因素
切斷應(yīng)該是3項(xiàng)基本因素的組合:刀板懸伸、刀具寬度和進(jìn)給量判哥。刀板懸伸影響著刀具寬度献雅,從而影響其最大強(qiáng)度;刀具寬度又會影響刀具可能的進(jìn)給量塌计,而進(jìn)給量則決定著完成工序所需的時間挺身。此外,進(jìn)給率也決定著刀片槽形——鋒利的刀片槽形適合低進(jìn)給锌仅,而堅(jiān)固的刀片槽形則適合高進(jìn)給章钾。當(dāng)然,進(jìn)給率也與加工條件有關(guān)系热芹。加工條件可以通過穩(wěn)定性水平贱傀、材料狀況和切削類型進(jìn)行評估惨撇。工件材料也可影響加工條件以及刀片牌號和切削參數(shù)的選擇。
2.確定切斷工序
確定切斷工序應(yīng)首先考慮批量大小府寒。從相似切削的次數(shù)可以得到啟發(fā)魁衙,并且這將影響刀具選擇的通用性和專用性。對于每個零件存在多項(xiàng)甚至一項(xiàng)變化的應(yīng)用場合椰棘,往往需要通用刀具纺棺,以便執(zhí)行不同任務(wù)的解決方案榄笙。其次丰倾,批量生產(chǎn)中使用的專用刀具在性價比、安全和質(zhì)量上應(yīng)盡可能高地保持一致晶聂。最后齿雕,對于中等批量生產(chǎn)應(yīng)用,利用最少量的合適刀具獲得高生產(chǎn)效率和安全性是其最重要的特性顶恍。
刀具的選擇
1.切削系統(tǒng)的選擇
根據(jù)加工條件赂相,首先要選擇合適的刀柄類型和刀具系統(tǒng)。這些與工件直徑大小有很大的關(guān)系蔼处,因?yàn)榈侗鷧?shù)與要求的切削深度直接相關(guān)晋挑。切斷時大多數(shù)切削深度處在6~28mm的中等加工范圍;深切斷的切削深度為28~55mm铭能;淺切斷的切削深度則為0.25~6mm肄寻。
選擇刀柄時,通用性和穩(wěn)定性之間需要綜合平衡考慮相關(guān)的批量大小和操作變化:一方面励螺,由于刀具懸伸可設(shè)置成適合不同直徑的尺寸串锁,因此可用帶可調(diào)整刀板的刀具用加工各種各樣的工件直徑;另一方面糊探,帶整體式增強(qiáng)刀板的刀柄只適合一定范圍的直徑钾埂,但能提供最大的強(qiáng)度。而介于兩者之間的是通用切斷刀具科平,采用螺釘式或彈性夾緊的單刃或雙刃刀片褥紫,選擇最大的刀柄尺寸,增加刀具的穩(wěn)定性瞪慧,從而可適應(yīng)不同切深的變化髓考。螺釘夾緊意味著最高的刀片/刀柄穩(wěn)定性,而彈性夾緊則可利用窄刀具增加通用性和可達(dá)性汞贸,這樣就只需切削少量材料绳军,并且需要的機(jī)床功率也較低。
2.刀片選擇
切削刃在切削過程中至關(guān)重要矢腻。它將在切削中引導(dǎo)刀具门驾,并控制切屑射赛,同時決定飛邊和毛刺的形成以及高效切削不同的材料。刀具穩(wěn)定性的決定因素是相對較薄的刀片與刀柄之間的接口質(zhì)量奶是。為了保持穩(wěn)定性楣责,就需要良好的軌道和V形刀片座結(jié)構(gòu),并最好與相對較長的刀片配合使用宋泊,這種結(jié)構(gòu)對切斷刀具性能來說很重要玻温。
刀片寬度因切斷刀具的切削深度大小而異,小切削深度(工件直徑)可使用薄刀片湃改,而大切削深度則需使用更寬的刀片以保證強(qiáng)度级闭。
刀柄上的刀片座型號與刀片寬度相對應(yīng),每種系統(tǒng)都有其特定的刀片寬度范圍丧足。
當(dāng)為工序選擇刀片槽形和牌號時本洁,應(yīng)當(dāng)確立切削刃鋒利性、強(qiáng)度和寬度最合適的組合蜗胖,以確保盡可能高的進(jìn)給量搔片,從而獲得最高的生產(chǎn)效率。鋒利的刃槽形易于切削袄雷,所需機(jī)床功率小脸缆,并且最小化了振動趨勢。堅(jiān)固的槽形負(fù)前角更大跑事,切削刃也得到增強(qiáng)别粮,因此能承受住要求更苛刻的切削和粗加工,并且可以實(shí)現(xiàn)更高的進(jìn)給量窃躲。加工條件和操作變化決定了選擇方向计贰,并且通常存在平衡,尤其在需要一定程度的通用能力時蒂窒,半精加工槽形就是其良好的選擇躁倒。通過選擇不同刀片,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)給洒琢;而增強(qiáng)的刀片圓角則可獲得更高的進(jìn)給能力和安全性秧秉,并通過更軟的切削作用和毛刺最小化實(shí)現(xiàn)良好的切削控制。
對于刀片牌號選擇衰抑,切削刃強(qiáng)度應(yīng)該是最初要優(yōu)先考慮的因素象迎,因?yàn)閺?qiáng)度可確保切斷工序的安全性。這意味著應(yīng)優(yōu)先考慮韌性呛踊,而不是更鋒利和更硬的槽形和牌號砾淌。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)給量,并繼續(xù)改進(jìn)牌號使其更為耐磨谭网,從而獲得更高的進(jìn)給和更長的刀具壽命汪厨。
避免毛刺形成并最小化飛邊
毛刺形成是切斷工序中的一個必然現(xiàn)象例是,切削刃的前角(主偏角)很大程度上決定了毛刺的形成:0°主偏角一般會產(chǎn)生最筆直的切削路徑和最佳的表面質(zhì)量,但是會在切口末端留下毛刺蛙檐;斜角刃就能最小化或完全切掉毛刺狐怯,但具有較大前角的切削刃會對切口的直線度產(chǎn)生負(fù)面影響。因此贪犁,盡管從鋒利方面應(yīng)考慮選用10°~15°的前角颜肥,但適中的斜角刃(5°)通常為最佳選擇。
在限制飛邊形成方面檀氏,切削刃的鋒利性起到了很重要的作用退厕。磨削的正前角切削刃可以最小化飛邊,而帶有大圓角刀尖的堅(jiān)固槽形則容易形成飛邊单墓。在這方面个荔,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杂虐。
結(jié)語
優(yōu)化裝夾不僅可影響工序結(jié)果返工,而且也對可優(yōu)化的程度產(chǎn)生影響∫夥校基本原則是最小化刀具懸伸以獲得剛性嫡纠,并確保切削刃盡可能靠近中心線。切斷棒料時延赌,所切削的工件直徑會不斷變小除盏,切削速度因此會顯著降低,從而增大積屑瘤在切削刃上形成的趨勢挫以,進(jìn)而對刀具壽命產(chǎn)生負(fù)面影響者蠕。提高主軸轉(zhuǎn)速并在貫穿前將進(jìn)給量降低幾毫米能夠彌補(bǔ)這種不利影響。
對于競爭激烈的切斷應(yīng)用來說掐松,最佳化進(jìn)給量幾乎總是優(yōu)先考慮的一個因素踱侣。進(jìn)給量在很大程度上決定生產(chǎn)效率的高低。進(jìn)給也意味著可以在切削大磺、停留或啄進(jìn)期間通過改變進(jìn)給來控制切屑形成抡句。在降低切削速度時也可提高進(jìn)給量以最小化振動趨勢。進(jìn)給量也應(yīng)針對正確的刀具壓力進(jìn)行設(shè)置以確保直刀具路徑杠愧,并在切斷終了前有所降低以免強(qiáng)行切斷待榔,同時在間斷切削時確保其安全性。
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