如何分清加工的機(jī)械的種類與刀具的選擇
一 機(jī)械加工中常用到的是:車、銑褂删、鉆您宪、磨、刨芍躏。但我們多數(shù)做的多是車邪乍、銑、鉆等对竣。如何知道那些是加工中心加工銑床庇楞?那些是數(shù)控車加工普通車床呢?在這行有接觸的人都知道的否纬,零件多數(shù)為兩種:一是箱體雜合體吕晌;一是盤軸類蛋褥。箱體相對來說比較復(fù)雜的需要十幾把或是很更多種刀具來加工,如加工中心上才能來完成的睛驳,盤軸類的多數(shù)是比較單一烙心,刀具比較少是枇量生產(chǎn)的,如數(shù)控車床加工或是普通車床加工柏靶,但通常會出現(xiàn)這樣的情況弃理,有箱體與盤類相結(jié)合的時(shí)候,就容易讓人糊涂了铛田,其實(shí)我們只要有心想一下還是能分清的挂蹦,也就是一般工廠的習(xí)慣是,先服從車削而后再進(jìn)行銑削加工的嚣历。因車床的造價(jià)低叼叙,加工的成本相對來說比較低的。
二 從我了解的配刀方案的經(jīng)驗(yàn)中盟挤,有下面幾個(gè)選擇方法
∶蠢摇Ⅰ。首先要按
∧迩巍① 車我外圓時(shí)的要注意仿型加工和切槽长尼,一定要避開后刀背與工件的接觸,車床最多考慮的也是接觸到各個(gè)面和排屑等的方題目尘,如果能避開其已加工面瞻替,或是刀尖能完成其切削路線就是達(dá)到了加工要求了。
∨得搿② 銑削時(shí)多數(shù)考慮到的是仿型與加工的精度遥倦,還有就是各種特殊的要求,下面將細(xì)說占锯,在此先不表了袒哥。
Ⅱ消略。當(dāng)很多種刀具都能滿足加工要求時(shí)我們就要從兩方面來考慮
”こ啤①我們現(xiàn)在的庫存,這是首選的疑俭,因?yàn)檫@樣可以減少我們的庫存
×改亍②選取造價(jià)比較低的,這樣客戶能接受我們的價(jià)格钞艇,勝算相對來說也比較大的。
『拦琛Ⅲ哩照。在配刀時(shí)挺物,一定要知:那些是消耗比較大的?那些是一次性定購或是不常定購的飘弧?
∨炭琛① 如果客戶首先考慮到的是價(jià)格,那選擇一次性定購的或是比較少定購的要尚,而質(zhì)量將就的行刚驶。就要選便宜一點(diǎn)的,比較選臺灣的刀桿等朽擒,
⊙篮稹② 如果客戶首先考慮到的是加工的質(zhì)量的話,就是選比較好一點(diǎn)的今搂,也就是刀桿這一方面要選取原裝進(jìn)口的
≈啤③ 刀片等其他消耗品是我們以后發(fā)展的主要來源,所選的品牌一定是我們有優(yōu)勢的饼簸。
1. 車刀類
車刀是金屬切削加工中應(yīng)用最廣的一種刀具臼磁。它可以在車床上加工外圓、端平面倾皿、螺紋吊磕、內(nèi)孔,也可用于切槽和切斷等惩阶。車刀在結(jié)構(gòu)上可分為整體車刀挎狸、焊接裝配式車刀和機(jī)械夾固刀片的車刀。機(jī)械夾固刀片的車刀又可分為機(jī)床車刀和可轉(zhuǎn)位車刀琳猫。機(jī)械夾固車刀的切削性能穩(wěn)定伟叛,工人不必磨刀,所以在現(xiàn)代生產(chǎn)中應(yīng)用越來越多脐嫂。
復(fù)雜零件的仿形車削加工
在機(jī)械加工中统刮,一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件,其加工工藝是很復(fù)雜的账千,有時(shí)還要求操作者能在最短的時(shí)間內(nèi)將工件加工出來侥蒙,尤其是難加工材料的工件,其加工工藝更為復(fù)雜匀奏。為此鞭衩,制造廠家不斷地尋求更加經(jīng)濟(jì)有效的方法來加工復(fù)雜零件,包括車削零件娃善。CNC機(jī)床的先進(jìn)性已使我們對幾乎可想象到的刀具軌跡進(jìn)行編程论衍。但是當(dāng)?shù)毒哐刂@些軌跡運(yùn)動時(shí),其刀具和零件之間的關(guān)系(切入角、進(jìn)給量瓤计、切削速度和深度)持續(xù)發(fā)生著變化智谓。所以,解決上述問題的關(guān)鍵在于如何以最有效和經(jīng)濟(jì)的方式車削復(fù)雜零件圾峭。
復(fù)雜性的含義
復(fù)雜的車削加工可能是刀具在徑向和軸向上同時(shí)進(jìn)給的加工以形成不同的零件廓形嚎蛀。除此之外,其它復(fù)雜因素還包括工件材料的可加工性堤谴、期望的產(chǎn)量和機(jī)床能力缰畦,當(dāng)然也有交貨期及加工成本。應(yīng)當(dāng)注意的是一個(gè)車間認(rèn)為復(fù)雜的零件也許被另一個(gè)車間認(rèn)為是常規(guī)零件栋固,即零件的復(fù)雜性并不總是很明顯的肥稠。
Voss工業(yè)公司的John Campell先生指出,一個(gè)看起來簡單的零件或許比一個(gè)復(fù)雜形狀的零件更具挑戰(zhàn)性神阔。他將718鎳合金法蘭的車削加工與螺旋管接頭的加工作了一個(gè)比較擂益。盡管螺旋管接頭要求10次安裝和24道工序郭蕉,但一旦安裝好開始加工后赌骏,這個(gè)過程就不再需要調(diào)節(jié)城也。另一方面,718合金法蘭在加工過程中要求連續(xù)進(jìn)行調(diào)節(jié)以補(bǔ)償材料回彈渐扮、收縮和刀具磨損论悴。另外,不同材料墓律、同樣形狀的工件對切削力的反應(yīng)不同膀估。以法蘭為例,在材料規(guī)定的范圍內(nèi)耻讽,鎳和鉻元素的變化可能使一批材料與另一批材料以及零件與零件之間的切削條件發(fā)生變化察纯。
選擇刀片幾何形狀
車削一個(gè)復(fù)雜零件,最基本的要求是切削刃能夠進(jìn)入到零件廓形所在的區(qū)域针肥。這要求選擇適當(dāng)?shù)牡镀螤畋恰⒅髌恰⒏逼俏空怼⑶敖呛秃蠼蔷咴颉.?dāng)選擇刀片形狀時(shí),關(guān)鍵是應(yīng)考慮刀片的強(qiáng)度具帮。其中博肋,圓刀片的強(qiáng)度最高。對非圓形刀片停迫,刀尖角越大刹震,其強(qiáng)度越高司逗。但是由于隙角的原因,仿形車削通常使用35°或55°的菱形刀片崎绽。刀桿的選擇實(shí)際上由所要求切入的軌跡來決定休敛,如果需要進(jìn)行復(fù)雜的仿形車削茉园,則可選擇安裝菱形刀片的J型刀桿宅殿,這樣可形成較大的后角。
刀片的刀尖角和主偏角一起決定著刀具能否進(jìn)入工件輪廓汁讹;工件和刀片主切削刃之間的間隙诞书、副后刀面及其下半部分的后角至關(guān)重要。我們常称迳眩靠估計(jì)快檀、經(jīng)驗(yàn)來判定刀具能否進(jìn)入到工件及其相關(guān)的后角。這種方法很費(fèi)時(shí)∑拘現(xiàn)在CAD作圖和切削模擬軟件在計(jì)算機(jī)顯示屏上進(jìn)行模擬切削而不需要在實(shí)際零件上進(jìn)行都晶。
美國綠葉公司的Dale Hill說,他們公司直接根據(jù)顧客提供的CAD圖紙進(jìn)行刀具設(shè)計(jì)丸冕。設(shè)計(jì)人員可以看出刀具是否需要鏟背或刀具能否進(jìn)入一個(gè)深槽區(qū)域耽梅。對于一些真正復(fù)雜廓形的零件,采用標(biāo)準(zhǔn)刀具通常是不可行的胖烛,因?yàn)樗鼈兺ǔ2荒苓M(jìn)入到復(fù)雜零件的凹腔和拐角處眼姐。而計(jì)算機(jī)模擬可以加速專用刀具的設(shè)計(jì)。
刀片后角
刀片的主前角和副前角將決定后刀面和工件間的后角佩番。不同的材料要求不同的后角众旗。例如當(dāng)加工韌性材料,尤其是鎳基合金時(shí)趟畏,其回彈性非常大贡歧。這些合金會在切削刃前面鼓起,在切削刃通過后產(chǎn)生回彈赋秀。這些回彈的工件將刮擦后刀面利朵,并產(chǎn)生大量的切削熱。另外鎳基材料的加工硬化也會產(chǎn)生切削熱沃琅,最終導(dǎo)致刀具熱失效哗咆。失效形式可能是崩刃,但切削刃的熱膨脹將導(dǎo)致刀具斷裂蝠笔。
鈦金屬材料可能回彈0.05mm和0.08mm读铁,因此加工這類材料時(shí)要求在后刀面和工件之間有14°或15°的后角,以防止熱失效床少。然而鈦和塑料有相似的回彈性砂两。當(dāng)加工鈦金屬時(shí),后角太小將造成刀片熱失效。這樣的刀具在加工塑料時(shí)汪汰,由回彈產(chǎn)生的切削力和切削熱將融化塑料工件盹扮。
刀片的后角不能過大,過大的后角將會降低刀片的強(qiáng)度步盼;無后角刀片有足夠的強(qiáng)度字拒,但必須安裝在負(fù)前角的刀桿上以形成足夠的后角。使用一個(gè)有正前角槽形的無后角刀片可保證需要的刀片強(qiáng)度樊鲁,又可形成正前角的切削投嫂。
切削力和切屑控制
工件、刀具和車削系統(tǒng)中其它因素之間關(guān)系的變化將影響有效的切屑控制蔗彤。例如川梅,在仿形車削加工中,當(dāng)?shù)镀瑥墓ぜ行南蛲庖苿訒r(shí)然遏,切屑厚度變薄贫途,切刀深度增加,切屑控制惡化待侵。一個(gè)解決方法就是將一次走刀分為兩次走刀丢早,將向外的進(jìn)給換成向中心的進(jìn)給,以獲得最終的廓形诫给。
薄壁細(xì)長零件難以裝夾香拉,切削力可能引起工件變形和極差的表面粗糙度甚至使零件報(bào)廢。一個(gè)專門設(shè)計(jì)的中狂、可控制切屑的刀片可以減小這種變形凫碌。綠葉公司提供一種名為TurboForm的精加工硬質(zhì)合金刀片,它有很大的正前角和壓制的斷屑器胃榕,所以產(chǎn)生的切削力很低盛险。同時(shí),該刀片的周邊經(jīng)過精密磨削勋又,故具有很高的光潔度颅婴。如一個(gè)航空制造商在加工噴氣式發(fā)動機(jī)壓縮機(jī)的薄壁密封鈦零件時(shí),由于刀具振動使得刀片崩刃和加工表面光潔度降低葡料。在使用TurboForm刀片后汗钳,消除了刀片振動和工件變形的現(xiàn)象,延長了刀具的壽命佃贞。
如果工件材料的可加工性造成了車削加工的復(fù)雜性磺瓤,則由兩種材料構(gòu)成的零件可能雙倍加大這種復(fù)雜性。因此當(dāng)加工由多種材料構(gòu)成的零件時(shí)隶俄,一個(gè)辦法就是選擇可加工不同材料的刀片牌號设连。例如當(dāng)加工內(nèi)部為4340鋼椅豆、外部為鎳基合金的零件時(shí),制造者必須在編程時(shí)增加一暫停程序蛀蜀,以便更換刀片沽叠。使用兩種不同牌號的刀片進(jìn)行加工,其刀片壽命仍很低時(shí)报斗,則推薦使用日本住友電工公司的AC2000 CVD涂層刀片菊榨,通過改變進(jìn)給量和切削速度來加工上述兩種材料,不必停機(jī)更換刀片讯屈,顯著地提高了刀具壽命蛋哭。
修磨
一些零件輪廓不能簡單地使用現(xiàn)成的刀片進(jìn)行加工。在使用負(fù)前角J型刀桿進(jìn)行切入式切削時(shí)涮母,35°刀片的副后刀面的下半部分可能與工件發(fā)生碰撞,引起刀片斷裂躁愿。防止這種情況的一個(gè)方法就是磨去妨礙切削的這個(gè)部分叛本。
汽輪機(jī)管路系統(tǒng)制造商Jeff Carver先生說,他們經(jīng)常使用非常鋒利的刀具來加工零件彤钟,因?yàn)榻?jīng)常沒有標(biāo)準(zhǔn)的刀具来候,因此需要經(jīng)常修磨刀具。
盡管一些制造廠商喜歡庫存的標(biāo)準(zhǔn)刀片逸雹,通過修磨來滿足特定的加工要求营搅,但這些修磨的刀片也可直接從刀具生產(chǎn)廠家購買,因?yàn)樗麄円褳榧庸つ承┨厥饬慵?zhǔn)備了專用的刀片梆砸。當(dāng)一把修磨的刀具在一次走刀中不能滿足要求時(shí)转质,唯一選擇就是停機(jī),使用另一種刀片來完成切削版药。不足之處是要花費(fèi)時(shí)間埠限,并且要中斷一次走刀,這將在工件上留下刀痕茅铺。
機(jī)床
CNC機(jī)床制造商不斷引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)來簡化復(fù)雜零件的車削旦珊。比較典型的就是Mazak公司的多功能車/銑床。這些機(jī)床像一臺在工作臺一端有車削主軸的加工中心毕模。機(jī)床的B軸在加工中能沿零件徑向轉(zhuǎn)動225°昵诅,這使刀尖半徑始終在與切削相切的方向上,可用一把刀完成多道工序腌哎。
總之貌梦,金屬切削學(xué)科的進(jìn)步必將使復(fù)雜零件的車削變得更容易,要想經(jīng)濟(jì)有效地加工一些復(fù)雜零件禁歧,還是需要工藝因素的配合亮蜓。
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