車削加工常見難題的解決
雖然在車削時幾乎不可能考慮到所有的因素搭综,但專家們認(rèn)為應(yīng)該考慮下文所提及的車削加工的五個方面。需要注意的是,每個因素都有可能對其他因素產(chǎn)生潛在的影響琐店。因此,不能就一個問題單獨來看艘珊,建議機(jī)械師充分考慮車削時的各個因素俊势。
將冷卻液直接作用于切削刃對于熱處理、排屑和表面光潔度來說非常重要
熱處理
Exsys刀具公司的銷售經(jīng)理ScottLeitch說“必須要找出一種散熱的方法绷旗。如果刀架在運行過程中沒有冷卻液作用在其頂部喜鼓,則熱量會增加,并可能對刀具壽命衔肢、表面光潔度和零件質(zhì)量產(chǎn)生影響庄岖。另外豁翎,密封刀架(用于冷卻液的應(yīng)用)有助于冷卻液更有效地散熱《倜蹋”
美國的沃爾特有限責(zé)任公司的產(chǎn)品經(jīng)理Kurt Ludeking表示谨垃,理論上來說,大多數(shù)機(jī)床都配有冷卻液噴口硼控,操作人員只需要將冷卻液噴口引導(dǎo)至切割區(qū)域刘陶,以便使用冷卻液對該區(qū)域進(jìn)行散熱。這因為受到很多因素的影響牢撼,這種方法只是有時候才有效果匙隔。在日常維護(hù)過程中,冷卻液流動方向可能會發(fā)生偏差熏版,還有可能會被濺出的切屑影響冷卻液的流動路徑纷责。如果沒有充分利用冷卻液,則散熱效果不會明顯系亭,并且最后會得到嚴(yán)重的月牙洼磨損和后刀面磨損剿哪。
最佳的解決方案是將冷卻液通過高壓噴出,但并不適用于所有情況晋合,例如:不滿足放置笨重的高壓設(shè)備的條件時主厅,又或者當(dāng)零件太薄、微細(xì)難以承受壓力時掐腕。
Ludeking說:“如果沒有通過高壓的冷卻液的話咒祠,可以通過刀架將冷卻液直接引導(dǎo)進(jìn)入刀刃,即使約150 psi左右的壓力相對較低捺再,但這對于大多數(shù)現(xiàn)代機(jī)床來說是足夠的萌琉。因此,只要冷卻液能夠被引導(dǎo)在刀刃上糜隶,就可以獲得很好的冷卻效果咧饭。”
雖然熱處理是相當(dāng)重要的会激,但并不是每個人都認(rèn)為是主要的因素栏渺。山高有限公司的產(chǎn)品經(jīng)理Don Graham表示,雖然熱處理對刀具壽命起了相當(dāng)重要的作用膀捷,但是由于現(xiàn)代刀具幾何形狀和涂層的發(fā)展迈嘹,熱處理的影響也大大減弱。他說:“雖然刀具壽命與熱處理有很大的關(guān)系全庸,但是隨著企業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化刀具的發(fā)展秀仲,熱量已不再是一個問題。我認(rèn)為過分考慮熱處理的人可能只是沒有在正確的速度和進(jìn)給條件下使用刀具壶笼∩窠”
安裝選擇
Graham不建議操作員把精力放在熱處理上雁刷,而應(yīng)該放在優(yōu) 化刀具和刀柄的選擇上。他說“我認(rèn)為沒有一個切削刀具公司保礼,包括山高沛励,有簡單的方法來選擇“最好的”切削刀具。當(dāng)獲得適合工件設(shè)計的刀具時炮障,大約有8到10個常見的刀具形狀目派,每一個形狀都可以應(yīng)用在不同的方向上。所以胁赢,首先需要確定合適的刀具形狀咧歪,然后找出其應(yīng)用的方向,最后找出所加工工件的合適的進(jìn)給欠杀、速度和等級厦湘。如果選擇合適的話,這種方法適用于所有的加工讯策,而且應(yīng)該不會產(chǎn)生什么問題哺里。”
Hurco的TMi系列數(shù)控車床適用于通用車削购烹,并提供了手動車削到數(shù)控車削的簡單過渡
哈斯自動化公司的數(shù)控車床產(chǎn)品技術(shù)專家米爾頓·拉米雷斯(Milton Ramirez)指出了安裝的重要性骄鸽,并特別指出在車削時,穩(wěn)定的安裝是非常重要的欲广。他說:“安裝始終是至關(guān)重要的拔衙。只要有條件檩榕,就可以使用夾頭繁触,因為它們可以提供更大的抓地力,所以更加堅固关揣。下一步要選擇好機(jī)床夾頭的材料和工件尺寸句惯,使夾緊直徑與工件和夾頭相匹配≈Ь龋”
如果工件允許的話抢野,他還建議使用支撐尾座,還指出了在工作時間長并且加工困難的車削中最好的支撐方式就是使用移動中心架各墨。然而指孤,這種類型的刀架僅在雙轉(zhuǎn)塔機(jī)床上可用,其中該工件由一個轉(zhuǎn)臺加工并由另一個轉(zhuǎn)臺支撐贬堵。因為只有一個轉(zhuǎn)塔的車床恃轩,最常見的夾緊工具是固定中心架,其支撐體是無法移動的黎做。只有夾具才可以用于夾緊或釋放工件叉跛。
機(jī)床制造商赫克北美的產(chǎn)品技術(shù)專家邁克爾·科普說松忍,一旦刀具和工件被固定,接下來重要的步驟就是選擇合適的刀具幾何形狀筷厘。他說:“刀具在刀尖圓弧半徑和特定刀具等級的選擇時鸣峭,有時可以不局限于標(biāo)準(zhǔn)刀具的參數(shù),比外圓車削和軸肩車削更復(fù)雜的操作是挑選合適的刀具幾何形狀土汽,這是一個關(guān)鍵的步驟音虹。增加刀具的導(dǎo)程角也會有所改善。較高的導(dǎo)程角和正前角刀具比具有較小切削角度的刀具會產(chǎn)生更好的表面光潔度奥挑。
表面光潔度
在所有的機(jī)械加工中娘型,零件質(zhì)量非常重要,表面光潔度是其主要組成部分笑诫。除了更高的導(dǎo)程角和正前角刀具铝矢,機(jī)械師如何從車削操作中獲得最佳的表面光潔度呢?根據(jù)沃特的Ludeking的說法咽行,使用修光刃刀具可以獲得最佳的表面光潔度跪消。它們的粗糙度是標(biāo)準(zhǔn)車削刀具的一半,并且以相同的進(jìn)給速率離開工件表面差讼。
精密冷卻液刀柄可將冷卻液盡可能作用切屑下方的有效工作區(qū)域准魁,從而有利于切屑控制和刀具壽命,并提高速度
Ludeking表示:“適當(dāng)使用修光刃刀具可以對表面光潔度有很大的改善赫斥。缺點是它們往往會產(chǎn)生很大的刀具壓力卤竭,所以可能會遇到偏轉(zhuǎn)或振動的問題,尤其是很薄的部分硼婿。在進(jìn)行輪廓切割時锌半,應(yīng)特別小心,因為修光刃刀具是為直線切割設(shè)計的寇漫,這意味著它們沒有真正的半徑刊殉。需要注意的是,實際半徑和正在編程的半徑會有所誤差州胳〖呛福”
除了選擇修光刃刀具,山高的Graham還提供了一種非常規(guī) 的方法———加快工件轉(zhuǎn)速栓撞。他說:“這與常規(guī)的思維是相反的遍膜,但我認(rèn)為旋轉(zhuǎn)的工件速度越快,就會變得越穩(wěn)定瓤湘。Graham引用陀螺效 應(yīng)作為他的推理瓢颅,把它比作騎自 行車:雖然以1mi/h的速度騎自 行車可以努力保持直立,但是摩 托車在以100mi/h的速度曲線行 駛時幾乎是平行于地面的,并且 更容易糾正惜索。 他說:“如果加工的工件是平衡的特笋,你會得到同樣的效果≌”蹋”
顫振
與討論的其他問題不同嗦休,振動幾乎完全可以避免。Hurco的Cope解釋說:“振動通常是由于使用不適當(dāng)?shù)乃俣群瓦M(jìn)給愧蔬,或者由于工件或刀具缺乏剛性而引起的首捶,從而增加了諧波和振動。一旦振動開始發(fā)生茴夯,幾乎不可能停止按冷,因此,我們要防止振動發(fā)生屁茁。增大進(jìn)給速率和更大的刀尖圓弧半徑可以減少振動芳乎,并且大的刀尖圓弧半徑能夠適應(yīng)更高的進(jìn)給速率,而且依然可以得到要所需的光滑的表面光潔度组伐。
振動可導(dǎo)致表面光潔度不均勻(頂部); 合適的安裝可以消除振動捍睡,形成精細(xì)的表面光潔度(底部)
Graham說任何導(dǎo)致偏轉(zhuǎn)的因素都會引起振動:初始參數(shù)不適當(dāng)?shù)倪x擇或使用已經(jīng)磨損的邊緣進(jìn)行切割、缺乏對刀具或刀架的合適的支撐硕帖、切割彈性材料唧取,如沒有固定的幾何形狀的鈦、由不恰當(dāng)?shù)那行伎刂坪蜔峁芾懋a(chǎn)生的積屑瘤——所有這些都可能引起振動划提。那么解決方案是什么枫弟?
Graham說:“固定安裝”說起來容易,但實際上很難做到鹏往,”Graham說淡诗。我們告訴人們,盡可能地努力尋找穩(wěn)定的支撐掸犬,以獲得正在加工的工件最小的突出部位和刀
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