刀具刃口鈍化是一個不被普遍重視,而又十分重要的問題。它之所以重要就在于:經(jīng)鈍化后的刀具能有用進(jìn)步刃口強度、進(jìn)步刀具壽數(shù)和切削進(jìn)程的穩(wěn)定性。
大家知道刀具是機床的“牙齒”,影響刀具切削功能和刀具壽數(shù)的首要因素,除了刀具資料、刀具幾許參數(shù)、刀具結(jié)構(gòu)、切削用量優(yōu)化等,通過很多的刀具刃口鈍化試驗顯現(xiàn):一個好的刃口型式和刃口鈍化也是刀具能否多快好省進(jìn)行切削加工的條件。
何謂刀具刃口鈍化?
刀具鈍化是指刀具或刀片在精磨之后,涂層之前的一道工序,通過對刀具進(jìn)行去毛刺、平整、拋光的處理,從而進(jìn)步刀具和延伸使用壽數(shù)。其名稱現(xiàn)在---尚不一致,有稱“刃口鈍化”、“刃口強化”、“刃口珩磨”、“刃口準(zhǔn)備”或“eredge
radiusing處理”等。
為什么要進(jìn)行刀具刃口鈍化?
經(jīng)一般砂輪或金剛石砂輪刃磨后的刀具刃口,存在程度不同的微觀缺口(即細(xì)小崩刃與鋸口)。前者可用肉眼和一般放大鏡觀察到,后者用100倍(帶0.010mm刻線)顯微鏡能夠觀察到,其微觀缺口一般在0.01-0.05mm,---者-0.1mm以上。在切削進(jìn)程中刀具刃口微觀缺口極易擴(kuò)展,加快刀具磨損和損壞。
現(xiàn)代高速切削加工和自動化機床對刀具功能和穩(wěn)定性提出了更高的要求,江蘇鎢鋼非標(biāo)刀具什么牌子好,-是涂層刀具在涂層前必須通過刀口的鈍化處理,才干-涂層的牢固性和使用壽數(shù)。
刀具鈍化的意圖
刃口鈍化技術(shù),其意圖就是處理刃磨后的刀具刃口微觀缺口的缺點,使其鋒值削減或消除,到達(dá)圓滑平整,既尖利堅固又經(jīng)用的意圖。
常見刃口方式
銳刃
【銳刃】刃磨前、后刀---交而自然構(gòu)成的稅刃,其刃口尖利、強度差、易磨損。一般用于精加工刀具。
倒棱刃
【倒棱刃】在刃口鄰近前刀面上,刃磨出很窄的負(fù)前角棱邊,大大進(jìn)步了刃口的強度。用于粗加工和半精加工等刀具。
消振棱刃
【消振棱刃】在刃口鄰近的后刀面上磨出一條很窄的負(fù)后角棱邊,切削時增大刀具與工件的觸摸面積,消除切削進(jìn)程振蕩。用于工藝體系剛性不足時所用的---刀具。
百刃
【百刃】在刃口鄰近的后刀面上磨有一條后角為0°的窄邊或刃帶,可起到支撐導(dǎo)向和擠壓光整作用,用于鉸刀、拉刀等多刃刀具。
倒圓刃
【倒圓刃】在對口上刃磨或鈍化成必定參數(shù)的圓角,添加刃口強度,進(jìn)步刀具壽數(shù),用于各種粗加工和半精加工的可轉(zhuǎn)位刀具。
刃口鈍化形狀
刃口鈍化幾許形狀,對刀具壽數(shù)有很大影響:一種為圓弧刃,一種為瀑布型刃。
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圓弧形刃口
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瀑布型刃口
【圓弧型刃口】在刃口轉(zhuǎn)角處構(gòu)成對稱圓弧,占80%以上的刀具所采用,適用于粗精加工。
【瀑布型刃口】在刃口轉(zhuǎn)角處的頂面與側(cè)面比率一般為2:1,為不對稱圓弧,適用于-的沖擊性加工。
刀具鈍化的首要---
刃口的圓化:去除刃口毛刺、到達(dá)準(zhǔn)確一致的倒圓加工。
刃口毛刺導(dǎo)致刀具磨損,加工工件的表面也會變得粗糙,經(jīng)鈍化處理后,刃口變得很潤滑,-削減崩刃,工件表面光潔度也會進(jìn)步。
對刀具凹槽均勻的拋光,進(jìn)步表面和排削功能。
槽表面越平整潤滑,排屑就越好,就可完成更高速度的切削。一起表面進(jìn)步后,也減小了刀具與加工資料咬死的危險性。并可削減40%的切削力,切削更流通。
鈍化參數(shù)的選擇
通過刀片刃口鈍化機的研制和生產(chǎn)使用實踐,開始掌握了一些規(guī)則。針對不同加工條件,選擇刃口型式和鈍化參數(shù)十分重要。由于刀片材質(zhì)不同,加工條件不同,所選用的刃口型式和刃口鈍化形狀的參數(shù)也不同,否則達(dá)不到延伸刀具壽數(shù)的預(yù)期---。見如下參數(shù)表:
與國外刃口鈍化參數(shù)相對照,占70%刀具鈍化值是在0.0254-0.0762之間。蕞大值:0.127-0.2032mm。蕞小值: 0.0127mm。即使鈍化那么小,也明顯地強化了刀具刃口。
從很多的刃口鈍化實踐經(jīng)驗證實:
1刃口不必定越尖利越好,也不必定是越鈍越好。針對不同加工條件確定不同鈍化值才是蕞好。
2刃口鈍化與刃口型式相結(jié)合,是普遍有用進(jìn)步刃口強度和進(jìn)步刀具壽數(shù)下降刀具費用的辦法。
3用微粉砂輪刃磨負(fù)倒棱,其微觀缺口小(可達(dá)0.005-0.010mm),加上小鈍化參數(shù)(0.010-0.030mm),使刃口即尖利堅固又經(jīng)用。
涂層的拋光
去除刀具涂層后發(fā)生的杰出小滴,進(jìn)步表面光潔度、添加潤滑油的吸附。
涂層后的刀具表面會發(fā)生一些細(xì)小的杰出小滴,進(jìn)步了表面粗糙度,使得刀具在切削進(jìn)程簡單發(fā)生較大的摩擦熱,下降切削速度。通過鈍化拋光后,小滴被去除,一起留下了許多小孔,在加工時可以吸附更多的切削液,使得切削時發(fā)生的熱量大大削減,可以-得進(jìn)步切削加工的速度。
刀具的挑選是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一,不只影響機床的加工功率,并且直接影響零件的加工。因為數(shù)控機床的主軸轉(zhuǎn)速及規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般機床,并且主軸輸出功率較大,因而與傳統(tǒng)加工辦法相比,對數(shù)控加工刀具的提出了更高的要求,包含精度高、強度大、剛性好、-度高,并且要求尺度安穩(wěn),裝置調(diào)整便利。這就要求刀具的結(jié)構(gòu)合理、幾許參數(shù)規(guī)范化、系列化。
1 數(shù)控刀具是進(jìn)步加工功率的先決條件之一,它的選用取決于被加工零件的幾許形狀、資料狀況、夾具和機床選用刀具的剛性。應(yīng)考慮以下方面:
1依據(jù)零件資料的切削功能挑選刀具。如車或銑高強度鋼、鈦合金、不銹鋼零件,建議挑選耐磨性較好的可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀具。
2依據(jù)零件的加工階段挑選刀具。即粗加工階段以去除余量為主,應(yīng)挑選剛性較好、精度較低的刀具,半精加工、精加工階段以-零件的加工精度和產(chǎn)品為主,應(yīng)挑選-度高、精度較高的刀具,粗加工階段所用刀具的精度蕞低、而精加工階段所用刀具的精度蕞高。如果粗、精加工挑選相同的刀具,江蘇鎢鋼非標(biāo)刀具定做需要提供什,建議粗加工時選用精加工篩選下來的刀具,因為精加工篩選的刀具磨損狀況大多為刃部細(xì)微磨損,涂層磨損修光,持續(xù)運用會影響精加工的加工,但對粗加工的影響較小。
3依據(jù)加工區(qū)域的特色挑選刀具和幾許參數(shù)。在零件結(jié)構(gòu)允許的狀況下應(yīng)選用大直徑、長徑比值小的刀具;切削薄壁、超薄壁零件的過中心銑刀端刃應(yīng)有滿意的向心角,以削減刀具和切削部位的切削力。加工鋁、銅等較軟資料零件時應(yīng)挑選前角稍大一些的立銑刀,齒數(shù)也不要-4齒。
選取刀具時,要使刀具的尺度與被加工工件的外表尺度相適應(yīng)。出產(chǎn)中,平面零件周邊概括的加工,常選用立銑刀;銑削平面時,應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀;加工凸臺、凹槽時,選高速鋼立銑刀;加工毛坯外表或粗加工孔時,可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀;對一些立體型面和變斜角概括外形的加工,常選用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。
在進(jìn)行自在曲面加工時,因為球頭刀具的端部切削速度為零,因而,為-加工精度,切削行距一般很小,故球頭銑刀適用于曲面的精加工。而端銑刀無論是在外表加工上還是在加工功率上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于球頭銑刀,因而,在-零件加工不過切的前提下,粗加工和半精加工曲面時,盡量挑選端銑刀。別的,刀具的-度和精度與刀具價格聯(lián)系-,有-引起注意的是,在大多數(shù)狀況下,挑選好的刀具盡管增加了刀具本錢,但由此帶來的加工和加工功率的進(jìn)步,則能夠使整個加工本錢大大下降。
在加工中心上,一切刀具全都預(yù)先裝在刀庫里,經(jīng)過數(shù)控程序的選刀和換刀指令進(jìn)行相應(yīng)的換刀動作。有-選用適合機床刀詳細(xì)系標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)規(guī)范刀柄,以便數(shù)控加工用刀具能夠敏捷、準(zhǔn)確地裝置到機床主軸上或返回刀庫。編程人員應(yīng)能夠了解機床所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺度、調(diào)整辦法以及調(diào)整規(guī)模等方面的內(nèi)容,以-在編程時斷定刀具的徑向和軸向尺度,合理安排刀具的擺放次序。
特征造型不只能表達(dá)機械零件的底層幾許信息,并且可從具有工程意義的較高層次上對產(chǎn)品進(jìn)行表達(dá)和建模,有用支持產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)的各個環(huán)節(jié)。因而,特征造型是將規(guī)劃與計算、工程分析、數(shù)控加工編程等環(huán)節(jié)聯(lián)結(jié)起來的樞紐。
大多數(shù)特征造型體系均選用鴻溝表明法(b-rep)和結(jié)構(gòu)幾許法(csg)相結(jié)合的辦法來描繪零件的形狀特征。鴻溝表明法首要用于描繪構(gòu)成幾許體的幾許元素(頂點、線、面等)之間的拓?fù)渎?lián)系,并可輔佐用戶選取特定的幾許元素;結(jié)構(gòu)幾許規(guī)律經(jīng)過樹形操作完結(jié)實體體素的拼合,構(gòu)成終究規(guī)劃特征。本文首要討論結(jié)構(gòu)幾許法的擴(kuò)展及其在數(shù)控鏜刀特征造型體系中的使用。該辦法對于其它數(shù)控刀具相同適用。
2 輔佐面切開法的引進(jìn)
因為數(shù)控刀具的形體為不規(guī)矩的棱柱體,而結(jié)構(gòu)幾許法選用的拼合體素為規(guī)矩形體,因而,單純選用結(jié)構(gòu)幾許法對數(shù)控刀具進(jìn)行造型,既不靈敏功率又低。如引進(jìn)輔佐面切開法,則可簡化造型進(jìn)程,進(jìn)步造型功率,在某些狀況下還可下降造型難度。
若選用輔佐面切開法解決上述問題,則只需結(jié)構(gòu)原始長方體和輔佐面p,然后用
p面切開原始長方體,即可達(dá)到目的。
為取得形體ⅰ,選用結(jié)構(gòu)幾許法需結(jié)構(gòu)三個別素,即原始長方體、直棱柱ⅱ和ⅲ,且直棱柱ⅱ和ⅲ中總有一個直棱柱需被結(jié)構(gòu)為比實踐需要的體素大,這也增加了不-的存儲空間。并且,如要-圖2中pt點的空間方位,則需進(jìn)步原始長方體和直棱柱ⅲ的造型要求,經(jīng)確規(guī)劃原始體素的尺度,才能得到符合要求的pt點。
若選用輔佐面切開法,為取得形體ⅰ,則只須結(jié)構(gòu)一個基本體素——原始長方體,然后結(jié)構(gòu)切開輔佐面p1和p2,如需-pt點的方位,只要-p1和p2平面均過pt點即可,而這一點不難做到。
為敘說便利和清楚,以上所舉二例都是經(jīng)化簡的模型,實踐造型中所遇到的問題要雜亂得多,并且用結(jié)構(gòu)幾許法結(jié)構(gòu)一個空間形體能夠經(jīng)由不同的拼合路徑。與一切拼合辦法相比,選用輔佐面切開法都具有明顯的-性。
3 輔佐面切開法的完結(jié)
盡管選用輔佐面切開法可大大簡化結(jié)構(gòu)幾許法,但并非在一切狀況下都能完結(jié)。如圖3所示狀況,為取得形體ⅰ,有-在原始長方體上減掉長方體ⅱ,在此狀況下輔佐面切開法就無法運用。因而,輔佐面切開法只能作為結(jié)構(gòu)幾許法的彌補和擴(kuò)展,非標(biāo)刀具,而無法---取代結(jié)構(gòu)幾許法。
輔佐面切開法的使用條件為:
1) 結(jié)構(gòu)幾許法中兩體素有-作差拼合運算;
2) 拼合構(gòu)成的終究形體有-坐落輔佐面一側(cè)。
因而,為了蕞大限度地使用輔佐面切開法,在構(gòu)成終究形體時,應(yīng)盡量選用差拼合辦法。但凡能經(jīng)機械加工得到的零件,均可經(jīng)過-規(guī)劃基本體素而以差拼合辦法完結(jié)其特征造型。
完結(jié)輔佐面切開法的關(guān)鍵是輔佐面的結(jié)構(gòu)及體素被切開后兩部分的取舍。
平面的幾許界說為:經(jīng)過空間一固-且垂直于一空間向量的曲面。即由一空間固-和一空間向量可僅有地斷定一個平面,其中固-坐落平面上,空間向量為平面的法向量。因而,平面可由其點法度方程斷定,即
a(x-x0)+b(y-y0)+c( z-z0)=0 (1)
其中 p0(x0,y0,z0)為一固-,而v={a,b,c}為平面的法向量。
依據(jù)界說,可用平面上一點和平面的法向量來結(jié)構(gòu)平面。在某些狀況下,如平面的法向量不易斷定,但能較容易地找到平面上的三個點p0、p1、p2,則可經(jīng)過結(jié)構(gòu)向量v1=p0p1和v2=p0p2,然后求v1和v2的叉積而得到平面的法向量v0=v1×v2。
輔佐面結(jié)構(gòu)完結(jié)后,切開后的形體如何取舍?在此作如下規(guī)則:凡切開后得到的兩個形體,坐落法向量正方向的形體為所需形體,坐落法向量負(fù)方向的形體為舍棄形體。在結(jié)構(gòu)平面時,一定要細(xì)心處理法向量的方向,使其指向所需形體。
4 數(shù)控刀具造型規(guī)劃實例
結(jié)構(gòu)幾許法是實體造型中廣泛使用的辦法,但單純選用結(jié)構(gòu)幾許法進(jìn)行造型規(guī)劃有時難度相當(dāng)大。本文提出使用輔佐面切開法對結(jié)構(gòu)幾許法進(jìn)行擴(kuò)展并使用于數(shù)控刀具的特征造型進(jìn)程,江蘇鎢鋼非標(biāo)刀具設(shè)計,大大下降了造型規(guī)劃的雜亂程度和難度,具有較好的使用價值。
1.?dāng)?shù)牲加工常用刀具的種類及特色
數(shù)控加工刀具有-適應(yīng)數(shù)控機床高速、和自動化程度高的特色,一般應(yīng)包含通用刀具、通用連接刀柄及少量刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機床動力頭上,因而已逐漸規(guī)范化和系列化。
車刀的蕞佳角度
一、車刀切削部分的組成
車刀切削部分由前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖組成! 三面二刃一刀尖
1前刀面 刀具上切屑流過的外表。
2主后刀面 刀具上與工件上的加工外表相對著而且彼此作用的外表,稱為主后刀面。
3副后刀面 刀具上與工件上的已加工外表相對著而且彼此作用的外表,稱為副后刀面。
4主切削刃 刀具的前刀面與主后刀面的交線稱為主切削刃。
5副切削刃 刀具的前刀面與副后刀面的交線稱為副切削刃。
6刀尖 主切削刃與副切削刃的交點稱為刀尖。刀尖實踐是一小段曲線或直線,稱修圓刀尖和倒角刀尖。
二、測量車刀切削角度的輔佐平面
為了確定和測量車刀的幾許角度,需求選取三個輔佐平面作為基準(zhǔn),這三個輔佐平面是切削平面、基面和正交平面。
1切削平面——切于主切削刃某一選-并筆直于刀桿底平面的平面。
2基面——過主切削刃的某一選-并平行于刀桿底面的平面。
3正交平面——筆直于切削平面又筆直于基面的平面。
可見這三個坐標(biāo)平面彼此筆直,構(gòu)成一個空間直角坐標(biāo)系。
三、車刀的主要幾許角度及挑選
3.1前角(γ0 )挑選的準(zhǔn)則
前角的巨細(xì)主要解決刀頭的鞏固性與鋒利性的矛盾。因而首要要根據(jù)加工資料的硬度來挑選前角。加工資料的硬度高,前角取小值,反之取大值。其次要根據(jù)加工性質(zhì)來考慮前角的巨細(xì),粗加工時前角要取小值,精加工時前角應(yīng)取大值。前角一般在-5°~25°之間選取。
一般,制造車刀時并沒有預(yù)先制出前角γ0,而是靠在車刀上刃磨出排屑槽來取得前角的。排屑槽也叫斷屑槽,它的作用大了去了折斷切屑,不發(fā)生纏繞; 操控切屑的流出方向,保持已加工外表的精度;降低切削抗力,延常刀具壽命。
3.2 后角(α0 )挑選的準(zhǔn)則
首要考慮加工性質(zhì)。精加工時,后角取大值,粗加工時,后角取小值。其次考慮加工資料的硬度,加工資料硬度高,主后角取小值,以增強刀頭的鞏固性;反之,后角應(yīng)取小值。后角不能為零度或負(fù)值,一般在6°~12°之間選取。
3.3 主偏角(kr )的選用準(zhǔn)則
首要考慮車床、夾具和刀具組成的車削 工藝系統(tǒng)的剛性,如系統(tǒng)剛性好,主偏角應(yīng)取小值,這樣有利于進(jìn)步車刀使用壽命、改進(jìn)散熱條件及外表粗造度。其次要考慮加工工件的幾許形狀,當(dāng)加工臺階時,主偏角應(yīng)取90°,加工中心切入的工件,主偏角一般取60°。主偏角一般在30°~90°之間,常用的是45°、75 °、90°。
3.4 副偏角(kr′)的挑選準(zhǔn)則
首要考慮車刀、工件和夾具有滿足的剛性,才能減小副偏角;反之,應(yīng)取大值;其次,考慮加工性質(zhì),精加工時,副偏角可取10°~15°,粗加工時,副偏角可取5°左右。
3.5 刃傾角(λs)的挑選準(zhǔn)則
主要看加工性質(zhì),粗加工時,工件對車刀沖擊大, 取λs ≤ 0°,精加工時,工件對車刀沖擊力小, 取λs***0°;一般取λs=0°。刃傾角一般在-10°~5°之間選取。
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