車刀報廢后的故事

車刀報廢后的故事

今天在線上忙活時，聽到一車加工中，怪叫聲是一聲接一聲。當(dāng)時也沒反應(yīng)過來，主要是一車加工時，都會出現(xiàn)因切削用量太大而宣布嘰嘰的聲響。或是切削所消耗功率過大，引起V帶短暫打滑的聲響…唔…唔…。（廠里的車床都是V帶直聯(lián)主軸的，V帶也非一般V帶，里邊的抗拉體為鋼絲）這些聲響早都習(xí)慣了，僅僅保全人員偶爾會報怨V帶咋這個簡單壞了？頃刻，一車就報警啦！曩昔一看，NC反常！主軸不動！想想這個警，經(jīng)常報，沒大聯(lián)系，直接找保全來，好處理的很！

話說保全師傅來了，當(dāng)安全門打開的一瞬，眼前的一幕讓人大吃一驚，刀片崩成兩節(jié)，硬質(zhì)合金刀具優(yōu)點，內(nèi)孔車刀的刀桿現(xiàn)已死死的陷在工件的內(nèi)孔里邊，任憑保全師傅用多大的銅錘敲擊，刀桿都紋絲不動，終只好把刀具從刀盤上下了下來，拿維修班吹焊去了！我想刀具是必定廢了，好歹也值一千多塊錢??！就讓我給遇上了！唉…

咱們疑問，刀具這個慘烈的作廢，必定是有原因的。這兒在介紹原因前，就讓我來敘述一下刀具的詳細(xì)模樣。這把內(nèi)孔車刀，切當(dāng)說應(yīng)該叫深孔車刀才妥貼，由于其長徑比現(xiàn)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于5了，其刀桿蕞前端也就15個毫米左右吧！從蕞前端往后端慢慢增大，刀桿上面開有兩條螺旋槽，兩條螺旋槽的前面，各開了三個定位面，用來裝置左右對稱兩塊刀片（刀片很小，用螺絲固定）。反正跟麻花鉆多像的。咱們聽來，這把車刀規(guī)劃相當(dāng)?shù)暮侠砺铮∽笥覍ΨQ兩刀片，切削時，力的大小是相等，方向相反，剛好形成一力偶，避免了刀桿單側(cè)受力，引起的懸臂梁曲折變形，并且左右兩刀片一起承擔(dān)切削使命，刀片的切削條件天然要好的多。已然規(guī)劃上沒有問題，為啥仍是這個慘烈的作廢了呢？這兒邊就要從車刀執(zhí)役的歷史講起了。

車刀買回來后，天然是很好用了，但一次小小意外，一側(cè)的刀片崩了。崩了就崩了嘛！一樣持續(xù)切削沒問題了，沒什么大不了的。關(guān)鍵是當(dāng)工人師傅準(zhǔn)備換新刀片時，發(fā)現(xiàn)刀片的定位面現(xiàn)已破壞了，無法裝置刀片了，這樣就剩余一個刀片孤孤單單戰(zhàn)斗了。按說現(xiàn)在只剩一個刀片了，切削用量應(yīng)該減一減才對，不過這是理論上的，切削用量嘛，必定只有增沒的減啦！否則單件切削時刻會延伸的，否則功率又低了。至于刀具壽數(shù)了，這個我就不曉得改沒改了。改小了，我看用途也不大，總有那么一個刀片不到壽數(shù)就崩了的，一崩刀桿就完蛋。就這樣，單側(cè)刀刃切削了一個來月吧！效果很好啦！從沒崩過，功率也沒落下，認(rèn)為從此能夠天常地久了。不過今天就崩了，崩了后，刀桿持續(xù)進(jìn)給，主軸持續(xù)滾動，僅僅這次一塊刀片也沒了，螺旋槽上開出的定位面做為刀具前刀面持續(xù)車削，終刀桿就死死的陷在工件的內(nèi)孔里了，主軸直接中止?jié)L動，然后報警，終刀具就慘烈的犧牲了！

車刀慘烈的作廢了，咱們可能要疑問了，不就作廢一把車刀嘛？還有啥后續(xù)故事，換把新的持續(xù)。不過真不好意思，庫房里沒有。咱們這兒又想說：“哪買把新的”。還真不好意思，真的不好買，不是市面上沒有這種車刀，而是國企的制度??！買一把車刀要報要批，要找這個領(lǐng)導(dǎo)簽字，要找哪個領(lǐng)導(dǎo)簽字，費(fèi)事死了。買這把車刀的時刻，少者等個把星期，多者就遙遙無期了。

想想每天這個重的生產(chǎn)使命，靠等新刀的到來，仍是死了這條心吧！這不，車刀作廢不到一小時，部門的工藝工程師，車間工藝技術(shù)員，就把地點事故車床圍滿了。不過這件事功率仍是挺高的，半天后，車間主任就叫我回原來的生產(chǎn)線持續(xù)干活了。哪這兒就讓咱們來看看技術(shù)人員是怎么處理這個扎手問題的了。

說來很簡單??！直接換了把很一般的內(nèi)孔車刀，（主體就是一圓桿，前面裝置一塊小刀片哪種，再一般不過了）然后調(diào)整了一下每把車刀的刀補(bǔ)量就好啦！是??！確實是好了，反正是粗車刀，加工出來的孔直徑小了，沒事！內(nèi)孔表面布滿了一條又一條很嚴(yán)重的螺旋型震痕，也沒事?。ìF(xiàn)已不能用震紋來描述了，由于波峰與波谷間的高度都能夠用毫米計量了）說來也是，反正是粗車刀，對加工出來孔的直徑及表面質(zhì)量沒啥要求，精車余量也是足夠的，不會對后續(xù)工序產(chǎn)生多大影響。哪還等什么，用就用吧！僅僅車削內(nèi)孔時宣布的聲響，比殺豬還刺耳幾倍??！真苦了我的耳朵了，可真真正正的苦惱還在后邊了！

前面我現(xiàn)已說了，這把車刀是用來加工深孔的，上把車刀在壞了后，技術(shù)人員換了一把一般的內(nèi)孔車刀，新車刀除了懸伸量很長外，沒有什么共同之處。哈哈！問題就出在這兒了，新車刀懸伸量太大，剛度極差啊！加工出來的孔小了，表面質(zhì)量太差，加工過程中切削聲響太刺耳，這兒就不談了。而在我接連加工了十來個工件后，還發(fā)現(xiàn)了一個新缺陷，哪就是崩刀片??！有時做一個零件就崩了，有時做幾個又崩了，搞的我很動火??！刀片換個不停了。不一會，剛剛散了的技術(shù)人員些又聚了過來了。這兒，咱們就不看技術(shù)人員咋處理這個問題了，咱們自己來理論談討一下。

上面所談到的一切加工問題，原因都在新裝置的內(nèi)孔車刀的剛度太差。而進(jìn)步內(nèi)孔車刀剛度，減小車刀轟動。在我看來，方法無非三種，下面依次討論一下。

榜首種方法，咱們首先翻書《材料力學(xué)》，上面說了，想進(jìn)步懸臂梁的剛度，在這兒就要加大刀桿直徑，削減懸伸量。不過這個還真行不通，工藝條件決議了，刀桿直徑不能再小了，懸伸量不能再短了。已然這些條件無發(fā)改動了，哪咱們就選個彈性模量較大的刀桿來進(jìn)步刀桿剛度總行了吧！不過又覺得鋼材的彈性模量都差不多，沒啥必要?。∧脑蹅兙桶选恫牧狭W(xué)》放一放，看看其它的。

第二種方法，翻書《金屬切削原理與刀具》，不過這兒，咱們先來了解一下新車刀裝置好后，刀片各個獨(dú)立的視點。榜首眼就看出來，刀尖圓弧半徑太大了，形成背向力很大，所以引起轟動。再仔細(xì)看看，刀具主偏角差點快一百度了，切削時，刀尖先觸摸工件，所以簡單崩了。再看看，如同仍是個正直刃傾角，前角也太小了，揚(yáng)州硬質(zhì)合金刀具，副偏角也很小啊！哎呀！不看了不看了，刀具視點問題大大的有了。

第三種方法，咱們接著翻書《機(jī)械制造基礎(chǔ)》。這兒咱們就能夠減小切削用量嘛！不過這種方法不可行，由于在廠里，功率是很重要的。當(dāng)然了，還能夠改動工藝道路了，詳細(xì)說來就是把粗車孔這個工步，改成一道工序，用鉆床鉆了，只要余量夠，也不怕粗基準(zhǔn)運(yùn)用兩次（三爪卡盤夾持外圓了，定位基準(zhǔn)面為毛丕外圓），但是這也不行了，由于這兒是標(biāo)準(zhǔn)化企業(yè)，沒通用機(jī)床。說了這個多，咱們?nèi)允莵砜纯醇夹g(shù)員又是哪個處理這個問題的呢？

哈哈！換了塊三角形刀片，刀片的視點變了。詳細(xì)說來前角和副偏角變大了，主偏角和刀尖圓弧半徑都變小了，刃傾角也變成了零度。車刀刀桿也換了，換了把重的，比原來哪把車刀重多了，我想彈性模量必定大了不少吧！試切了十來個工件，轟動小了許多，刀片也沒崩。哪還等什么??！持續(xù)操機(jī)！

一、鉆孔與擴(kuò)孔

1. 鉆孔

鉆孔是在實心資料上加工孔的地一道工序，鉆孔直徑一般小于 80mm 。鉆孔加工有兩種辦法：一種是鉆頭旋轉(zhuǎn)；另一種是工件旋轉(zhuǎn)。上述兩種鉆孔辦法發(fā)作的差錯是不相同的，在鉆頭旋轉(zhuǎn)的鉆孔辦法中，因為切削刃不對稱和鉆頭剛性不足而使鉆頭引偏時，被加工孔的中心線會發(fā)作偏斜或不直，但孔徑根本不變；而在工件旋轉(zhuǎn)的鉆孔辦法中則相反，鉆頭引偏會引起孔徑改變，而孔中心線仍然是直的。

常用的鉆孔刀具有：麻花鉆、中心鉆、深孔鉆等，其中常用的是麻花鉆，其直徑規(guī)格為 Φ0.1-80mm。

因為構(gòu)造上的約束，鉆頭的曲折剛度和扭轉(zhuǎn)剛度均較低，加之定心性不好，鉆孔加工的精度較低，一般只能到達(dá) IT13～I(xiàn)T11；外表粗糙度也較大，

Ra

一般為 50~12.5μm；但鉆孔的金屬切除率大，切削功率高。鉆孔首要用于加工質(zhì)量要求不高的孔，例如螺栓孔、螺紋底孔、油孔等。對于加工精度和外表質(zhì)量要求較高的孔，則應(yīng)在后續(xù)加工中經(jīng)過擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔或磨孔來到達(dá)。

2. 擴(kuò)孔

擴(kuò)孔是用擴(kuò)孔鉆對已經(jīng)鉆出、鑄出或鍛出的孔作進(jìn)一步加工，硬質(zhì)合金刀具規(guī)格，以擴(kuò)大孔徑并進(jìn)步孔的加工質(zhì)量，擴(kuò)孔加工既能夠作為精加工孔前的預(yù)加工，也能夠作為要求不高的孔的終究加工。擴(kuò)孔鉆與麻花鉆類似，但刀齒數(shù)較多，沒有橫刃。

與鉆孔比較，擴(kuò)孔具有下列特色：（1）擴(kuò)孔鉆齒數(shù)多（3~8個齒）、導(dǎo)向性好，切削比較穩(wěn)定；（2）擴(kuò)孔鉆沒有橫刃，切削條件好；（3）加工余量較小，容屑槽能夠做得淺些，鉆芯能夠做得粗些，刀體強(qiáng)度和剛性較好。擴(kuò)孔加工的精度一般為

IT11~IT10

級，外表粗糙度Ra為12.5~6.3μm。擴(kuò)孔常用于加工直徑小于

的孔。在鉆直徑較大的孔時（D ≥30mm ），常先用小鉆頭（直徑為孔徑的 0.5~0.7 倍）預(yù)鉆孔，然后再用相應(yīng)尺度的擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔，這樣能夠進(jìn)步孔的加工質(zhì)量和出產(chǎn)功率。

擴(kuò)孔除了能夠加工圓柱孔之外，還能夠用各種特殊形狀的擴(kuò)孔鉆（亦稱锪鉆）來加工各種沉頭座孔和锪平端面示。锪鉆的前端常帶有導(dǎo)向柱，用已加工孔導(dǎo)向。

二、鉸孔

鉸孔是孔的精加工辦法之一，在出產(chǎn)中運(yùn)用很廣。對于較小的孔，相對于內(nèi)圓磨削及精鏜而言，鉸孔是一種較為經(jīng)濟(jì)實用的加工辦法。

1. 鉸刀

鉸刀一般分為手用鉸刀及機(jī)用鉸刀兩種。手用鉸刀柄部為直柄，作業(yè)部分較長，導(dǎo)向作用較好，手用鉸刀有整體式和外徑可調(diào)整式兩種結(jié)構(gòu)。機(jī)用鉸刀有帶柄的和套式的兩種結(jié)構(gòu)。鉸刀不僅可加工圓形孔，也可用錐度鉸刀加工錐孔。

2. 鉸孔工藝及其運(yùn)用

鉸孔余量對鉸孔質(zhì)量的影響很大，余量太大，鉸刀的負(fù)荷大，切削刃很快被磨鈍，不易取得光潔的加工外表，尺度公役也不易確保；余量太小，不能去掉上工序留下的刀痕，天然也就沒有改進(jìn)孔加工質(zhì)量的作用。一般粗鉸余量取為0.35~0.15mm，精鉸取為

01.5~0.05mm。

為防止發(fā)作積屑瘤，鉸孔一般選用較低的切削速度（高速鋼鉸刀加工鋼和鑄鐵時，v ＜8m/min）進(jìn)行加工。進(jìn)給量的取值與被加工孔徑有關(guān)，孔徑越大，進(jìn)給量取值越大，高速鋼鉸刀加工鋼和鑄鐵時進(jìn)給量常取為

0.3~1mm/r。

鉸孔時必須用恰當(dāng)?shù)那邢饕哼M(jìn)行冷卻、光滑和清洗，以防止發(fā)作積屑瘤并及時鏟除切屑。與磨孔和鏜孔比較，鉸孔出產(chǎn)率高，容易確?？椎木?；但鉸孔不能校對孔軸線的方位差錯，孔的方位精度應(yīng)由前工序確保。鉸孔不宜加工階梯孔和盲孔。

鉸孔尺度精度一般為 IT9～I(xiàn)T7級，外表粗糙度Ra一般為

3.2~0.8

μm。對于中等尺度、精度要求較高的孔（例如IT7級精度孔），鉆—擴(kuò)—鉸工藝是出產(chǎn)中常用的典型加工計劃。

三、鏜孔

鏜孔是在預(yù)制孔上用切削刀具使之?dāng)U大的一種加工辦法，鏜孔作業(yè)既能夠在鏜床上進(jìn)行，也能夠在車床上進(jìn)行。

1. 鏜孔辦法

鏜孔有三種不同的加工辦法。

（1）工件旋轉(zhuǎn)，刀具作進(jìn)給運(yùn)動 在車床上鏜孔大都屬于這種鏜孔辦法。工藝特色是：加工后孔的軸心線與工件的反轉(zhuǎn)軸線一致，孔的圓度首要取決于機(jī)床主軸的反轉(zhuǎn)精度，孔的軸向幾許形狀差錯首要取決于刀具進(jìn)給方向相對于工件反轉(zhuǎn)軸線的方位精度。這種鏜孔辦法適于加工與外圓外表有同軸度要求的孔。

（2）刀具旋轉(zhuǎn)，工件作進(jìn)給運(yùn)動 鏜床主軸帶動鏜刀旋轉(zhuǎn)，作業(yè)臺帶動工件作進(jìn)給運(yùn)動。

（3）刀具旋轉(zhuǎn)并作進(jìn)給運(yùn)動 選用這種鏜孔辦法鏜孔，鏜桿的懸伸長度是改變的，鏜桿的受力 變形也是改變的，靠近主軸箱處的孔徑大，遠(yuǎn)離主軸箱處的孔徑小，構(gòu)成錐孔。此外，鏜桿懸伸長度增大，主軸因自重引起的曲折變形也增大，被加工孔軸線將發(fā)作相應(yīng)的曲折。這種鏜孔辦法只適于加工較短的孔。

2. 金剛鏜

與一般鏜孔比較，金剛鏜的特色是背吃刀量小，進(jìn)給量小，切削速度高，它能夠取得很高的加工精度（IT7～I(xiàn)T6）和很光潔的外表（Ra為

0.4~0.05

μm）。金剛鏜初用金剛石鏜刀加工，現(xiàn)在普遍選用硬質(zhì)合金、CBN和人造金剛石刀具加工。首要用于加工有色金屬工件，也可用于加工鑄鐵件和鋼件。

金剛鏜常用的切削用量為：背吃刀量預(yù)鏜為 0.2~0.6mm，終鏜為0.1mm ；進(jìn)給量為

0.01~0.14mm/r

；切削速度加工鑄鐵時為100~250m/min ，加工鋼時為150~300m/min ，加工有色金屬時為

300~2000m/min。

為了確保金剛鏜能到達(dá)較高的加工精度和外表質(zhì)量，所用機(jī)床（金剛鏜床）須具有較高的幾許精度和剛度，機(jī)床主軸支承常用精細(xì)的角觸摸球軸承或靜壓滑動軸承，高速旋轉(zhuǎn)零件須經(jīng)經(jīng)確平衡；此外，進(jìn)給機(jī)構(gòu)的運(yùn)動必須十分平穩(wěn)，確保作業(yè)臺能做平穩(wěn)低速進(jìn)給運(yùn)動。

金剛鏜的加工質(zhì)量好，出產(chǎn)功率高，在大批大量出產(chǎn)中被廣泛用于精細(xì)孔的終究加工，如發(fā)動機(jī)氣缸孔、活塞銷孔、機(jī)床主軸箱上的主軸孔等。但須引起留意的是：用金剛鏜加工黑色金屬制品時，只能運(yùn)用硬質(zhì)合金和CBN制造的鏜刀，不能運(yùn)用金剛石制造的鏜刀，因金剛石中的碳原子與鐵族元素的親和力大，刀具壽數(shù)低。

3. 鏜刀

鏜刀可分為單刃鏜刀和雙刃鏜刀。

由于數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速及范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通機(jī)床，而且主軸輸出功率較大，因此與傳統(tǒng)加工方法相比，對數(shù)控加工刀具的提出了更高的要求，包括精度高、強(qiáng)度大、剛性好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，硬質(zhì)合金刀具材料，安裝調(diào)整方便。這就要求刀具的結(jié)構(gòu)合理、幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。數(shù)控刀具是提高加工效率的先決條件之一，它的選用取決于被加工零件的幾何形狀、材料狀態(tài)、夾具和機(jī)床選用刀具的剛性。

數(shù)控機(jī)床選擇刀具應(yīng)考慮以下方面：

(1)根據(jù)零件材料的切削性能選擇刀具。如車或銑高強(qiáng)度鋼、鈦合金、不銹鋼零件，建議選擇耐磨性較好的可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀具。

(2)根據(jù)零件的加工階段選擇刀具。即粗加工階段以去除余量為主，應(yīng)選擇剛性較好、精度較低的刀具，半精加工、精加工階段以保證零件的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量為主，應(yīng)選擇耐用度高、精度較高的刀具，粗加工階段所用刀具的精度、而精加工階段所用刀具的精度。如果粗、精加工選擇相同的刀具，建議粗加工時選用精加工淘汰下來的刀具，因為精加工淘汰的刀具磨損情況大多為刃部輕微磨損，涂層磨損修光，繼續(xù)使用會影響精加工的加工質(zhì)量，但對粗加工的影響較小。

(3)根據(jù)加工區(qū)域的特點選擇刀具和幾何參數(shù)。在零件結(jié)構(gòu)允許的情況下應(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)有足夠的向心角，以減少刀具和切削部位的切削力。加工鋁、銅等較軟材料零件時應(yīng)選擇前角稍大一些的立銑刀，齒數(shù)也不要超過4齒。

選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀;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;加工毛坯表面或粗加工孔時，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輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。

在進(jìn)行自由曲面加工時，由于球頭刀具的端部切削速度為零，因此，為保證加工精度，切削行距一般很小，故球頭銑刀適用于曲面的精加工。而端銑刀無論是在表面加工質(zhì)量上還是在加工效率上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于球頭銑刀，因此，在確保零件加工不過切的前提下，粗加工和半精加工曲面時，盡量選擇端銑刀。另外，刀具的耐用度和精度與刀具價格關(guān)系極大，必須引起注意的是，在大多數(shù)情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來的加工質(zhì)量和加工效率的提高，則可以使整個加工成本大大降低。

在加工中心上，所有刀具全都預(yù)先裝在刀庫里，通過數(shù)控程序的選刀和換刀指令進(jìn)行相應(yīng)的換刀動作。必須選用適合機(jī)床刀具系統(tǒng)規(guī)格的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)刀柄，以便數(shù)控加工用刀具能夠迅速、準(zhǔn)確地安裝到機(jī)床主軸上或返回刀庫。編程人員應(yīng)能夠了解機(jī)床所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺寸、調(diào)整方法以及調(diào)整范圍等方面的內(nèi)容，以保證在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸，合理安排刀具的排列順序。

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