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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(qiáng)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(jī)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質(zhì)量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)步刀具質(zhì)量和延伸使用壽數(shù)。其名稱現(xiàn)在國內(nèi)外尚不一致,有稱“刃口鈍化”、“刃口強(qiáng)化”、“刃口珩磨”、“刃口準(zhǔn)備”或“ER(Edge
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,嚴(yán)重者高達(dá)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(jī)床對刀具功能和穩(wěn)定性提出了更高的要求,特別是涂層刀具在涂層前必須通過刀口的鈍化處理,才干保證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、后刀面相交而自然構(gòu)成的稅刃,其刃口尖利、強(qiáng)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(qiáng)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單刃刀具。
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(qiáng)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
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,適用于惡劣的沖擊性加工。
刀具鈍化的首要效果
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,極大削減崩刃,工件表面光潔度也會進(jìn)步。
對刀具凹槽均勻的拋光,進(jìn)步表面質(zhì)量和排削功能。
槽表面越平整潤滑,排屑就越好,就可完成更高速度的切削。一起表面質(zhì)量進(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(jī)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)期效果。見如下參數(shù)推薦表:
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(qiáng)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(qiáng)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,可以極大得進(jìn)步切削加工的速度。
機(jī)夾式螺紋車刀切削用量的選用
1. 進(jìn)給量 進(jìn)給量的巨細(xì)和走刀次數(shù),對螺紋的加工質(zhì)量和切削功率有決定性影響。
在螺紋加工過程中,為了取得蕞佳刀具壽數(shù),工件直徑不得超越螺紋外徑的0.14mm,進(jìn)給量應(yīng)防止小于0.05mm/r。加工辦法一般采用進(jìn)給量遞減的辦法,終一刀走刀可所以不進(jìn)刀的空走刀,以消除切削過程中的彈性變形影響。實踐進(jìn)給量的巨細(xì)和走刀次數(shù)應(yīng)通過實驗或根據(jù)實踐情況而定,也可參照不同刀具廠商供給的切削參數(shù)進(jìn)行選用。
2.進(jìn)給辦法選擇 螺紋車削共有三種進(jìn)刀辦法:徑向、側(cè)向和替換式。在實踐運用中,工件資料、刀片槽形和螺距決定了進(jìn)刀辦法的選擇。
(1)徑向進(jìn)刀:常運用的進(jìn)刀辦法,切屑成形柔和、刀片磨損均勻,適用于小螺距螺紋。加工大螺距螺紋時,切屑操控不良,振動較大。是加工硬化資料(如不銹鋼等)的手選。
(2)側(cè)向進(jìn)刀:該進(jìn)刀辦法可將切屑引向一個方向,能夠較好地操控切屑。適用于切削大螺距螺紋和易發(fā)作排屑問題的內(nèi)螺紋的加工。為了防止因后邊緣摩擦而導(dǎo)致表面質(zhì)量差或后刀面過度磨損,進(jìn)刀角應(yīng)比螺紋角小1°~5°。側(cè)向進(jìn)刀的軸向進(jìn)刀量可簡略地按0.5×徑向進(jìn)刀量計算。
(3)替換式進(jìn)刀:首要用于切削大牙形。這種辦法刀具磨損均勻,刀具壽數(shù)長。
?加工中心常用的幾種刀具
1加工中心常用的幾種刀具
在加工中心上,其主軸轉(zhuǎn)速較一般機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速高1~2倍,某些特殊用處的數(shù)控機(jī)床、加工中心主軸轉(zhuǎn)速高達(dá)數(shù)萬轉(zhuǎn),因而數(shù)控機(jī)床用刀具的強(qiáng)度與耐用度至關(guān)重要。目前涂層刀具與立方氮化硼等刀具已廣泛用于加工中心,淘瓷刀具與金剛石刀具也開端在加工中心上運用。一般來說,數(shù)控機(jī)床用刀具應(yīng)具有較高的耐用度和剛度,刀具資料抗脆性好,有良好的斷屑功用和可調(diào)易替換等特色。例如,在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行銑削加工時挑選刀具要注意如下關(guān)鍵:
平面銑削時應(yīng)選用不重磨硬質(zhì)合金端銑刀或立銑刀。一般銑削時,盡量選用二次走刀加工,地一次走刀蕞好用端銑刀粗銑,沿工件外表接連走刀。選好每次走刀寬度和銑刀直徑,使接刀痕不影響精切走刀精度。因而加工余量大又不均勻時,銑刀直徑要選小些,反之,選大些。精加工時銑刀直徑要選大些,蕞好能容納加工面的整個寬度。
加工中心刀具
立銑刀和鑲硬質(zhì)合金刀片的端銑刀主要用于加工凸臺、凹槽和箱口面。為了軸向進(jìn)給時易于吃刀,要選用端齒特殊刃磨的銑刀,如圖a所示。為了減少振動,可選用圖b所示的非等距三齒或四齒銑刀。為了加強(qiáng)銑刀強(qiáng)度,應(yīng)加大錐形刀心,變化槽深,如圖c所示。
為了提高槽寬的加工精度,減少銑刀的種類,加工時可選用直徑比槽寬小的銑刀,先銑槽的中間部分,然后用刀具半徑補(bǔ)償功用銑槽的兩邊。
銑削平面零件的周邊概括一般選用立銑刀。刀具的結(jié)構(gòu)參數(shù)可參考如下:
①刀具半徑R應(yīng)小于零件內(nèi)概括的蕞小曲率半徑ρ,一般取R=(O.8~0.9)ρ。
②零件的加工高度H≤(1/4~1/6)R確保刀具有足夠的剛度。
③粗加工內(nèi)型面時,刀具直徑可按下式估算(見下圖):
式中,δ1為槽的精加工余量;δ為加工內(nèi)型面時的蕞大允許精加工余量;φ為零件內(nèi)壁的蕞小夾角;D為工件內(nèi)型面蕞小圓弧直徑。
加工中心刀具圖紙
數(shù)控加工中心加工曲面和變斜角概括外形時常用球頭刀、環(huán)形刀、鼓形刀和錐形刀等,見下圖。圖中的O點表示刀位點,即編程時用來計算刀具方位的基準(zhǔn)點。加工曲面時球頭刀的使用普遍??墒窃浇咏蝾^刀的底部,切削條件就越差,因而近來有用環(huán)形刀(包含瓶底刀)替代球頭刀的趨勢。鼓形刀和錐形刀都可用來加工變斜角零件,這是單件或小批量出產(chǎn)中取代四坐標(biāo)或五坐標(biāo)機(jī)床的一種變通辦法。鼓形刀的刃口縱剖面磨成圓弧R1,加工中操控刀具的上下方位,相應(yīng)改動刀刃的切削部位,可以在工件上切出從負(fù)到正的不同斜角值。圓弧半徑R1越小,刀具所能習(xí)慣的斜角規(guī)模就越廣,可是行切得到的工件外表質(zhì)量就越差。鼓形刀的缺陷是刃磨困難,切削條件差,并且不習(xí)慣于加工內(nèi)緣外表。錐形刀的狀況相反,刃磨容易,切削條件好,加工,工件外表質(zhì)量也較好,可是加工變斜角零件的靈活性小。當(dāng)工件的斜角變化規(guī)模大時需求中途分階段換刀,留下的金屬殘痕多,增大了手工銼修量。
2對刀技巧
對刀分為對刀儀對刀及直接對刀。我廠大部分車床無對刀儀,為直接對刀,以下所說對刀技巧為直接對刀。 先挑選零件右端面中心為對刀點,并設(shè)為零點,機(jī)床回原點后,每一把需求用到的刀具都以零件右端面中心為零點對刀;刀具接觸到右端面輸入Z0點擊丈量,刀具的刀補(bǔ)值里邊就會自動記錄下丈量的數(shù)值,這表示Z軸對刀對好了,X對刀為試切對刀,用刀具車零件外圓少些,丈量被車外圓數(shù)值(如x為20mm)輸入x20,點擊丈量,刀補(bǔ)值會自動記錄下丈量的數(shù)值,這時x軸也對好了;這種對刀方法,就算機(jī)床斷電,來電重啟后仍然不會改動對刀值,可適用于大批量長期出產(chǎn)同一零件,其間封閉車床也不需求重新對刀
3依據(jù)資料硬度挑選合理的轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量及切深。
1、碳鋼資料挑選高轉(zhuǎn)速,高進(jìn)給量,大切深。如:1Gr11,挑選S1600、F0.2、切深
2mm;
2、硬質(zhì)合金挑選低轉(zhuǎn)速、低進(jìn)給量、小切深。如:GH4033,挑選S800、F0.08、切深0.5mm ;
3、鈦合金挑選低轉(zhuǎn)速、高進(jìn)給量、小切深。如:Ti6,挑選S400、F0.2、切深0.3mm。以我加工某零件為例:資料為K414,此資料為特硬資料,通過屢次實驗,終究挑選為S360、F0.1、切深0.2,才加工出合格零件
4車刀刃磨操作口訣
常用車刀種類和資料,砂輪的選用
常用車刀五大類,切削用處各不同,
外圓內(nèi)孔和螺紋,切斷成形也常用;
車刀刃形分三種,直線曲線加復(fù)合;
車刀資料種類多,常用碳鋼氧化鋁,
硬質(zhì)合金碳化硅,依據(jù)資料選砂輪;
砂輪顆粒分粒度,粗細(xì)不同勿亂用;
粗砂輪磨粗車刀,精車刀選細(xì)砂輪。
5車刀刃磨操作技巧與注意事項
刃磨開機(jī)先查看,設(shè)備安全重要;
砂輪轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后,雙手握刀立輪側(cè);
兩肘夾緊腰部處,刃磨平穩(wěn)防抖動;
車刀高低須操控,砂輪水平中心處;
刀壓砂輪力適中,反力太大易打滑;
手持車刀均勻移,溫高燙手則暫離;
刀離砂輪應(yīng)小心,保護(hù)刀尖先抬起;
高速剛刀可水冷,避免退火保硬度;
硬質(zhì)合金勿水淬,驟冷易使刀具裂;
先停磨削后停機(jī),人離機(jī)房斷電源
690°、75°、45°等外圓車刀刃磨步驟
粗磨先磨主后邊,桿尾向左偏主偏;
刀頭上翹 38 度,構(gòu)成后角摩擦減;
接著磨削副后邊,終刃磨前刀面;
前角前面同磨出,先粗后精順序清;
精磨首先磨前面,再磨主后副后邊;
修磨刀尖圓弧時,左手握住前支點;
右手滾動桿尾部,刀尖圓弧天然成;
面評刃直穩(wěn)中求,視點正確是關(guān)鍵;
樣板角尺細(xì)查看,經(jīng)驗豐富可目測。
由于CNC加工中心其是采用軟件進(jìn)行鎖住的,在模仿加工時,當(dāng)按下主動運轉(zhuǎn)按鈕時在模仿界面并不能直觀地看到機(jī)床是否已鎖住。模仿時往往又沒有對刀,假如機(jī)床沒有鎖住運轉(zhuǎn),極易發(fā)生撞刀。所以在模仿加工前應(yīng)到運轉(zhuǎn)界面確認(rèn)一下機(jī)床是否鎖住。加工時忘掉關(guān)閉空運轉(zhuǎn)開關(guān)。由于在程序模仿時,為了節(jié)省時刻常常將空運轉(zhuǎn)開關(guān)打開??者\轉(zhuǎn)指的是機(jī)床一切運動軸均以G00的速度運轉(zhuǎn)。假如在加工時空運轉(zhuǎn)開關(guān)沒關(guān)的話,機(jī)床疏忽給定的進(jìn)給速度,而以G00的速度運轉(zhuǎn),形成打刀、撞機(jī)床事端??者\轉(zhuǎn)模仿后沒有再回參考點。在校驗程序時機(jī)床是鎖住不動的,而刀具相對工件加工在模仿運轉(zhuǎn)(決對坐標(biāo)和相對坐標(biāo)在變化),這時的坐標(biāo)與實踐方位不符,須用返回參考點的辦法,確保機(jī)械零點坐標(biāo)與決對、相對坐標(biāo)一致。假如在校驗程序后沒有發(fā)現(xiàn)問題就進(jìn)行加工操作,將形成刀具的磕碰。超程免除的方向不對。
當(dāng)機(jī)床超程時,應(yīng)該按住超程免除按鈕,用手動或手搖辦法朝相反方向移動,即能夠消除。可是假如免除的方向弄反了,則會對機(jī)床產(chǎn)生傷害。由于當(dāng)按下超程免除時,機(jī)床的超程維護(hù)將不起作用,超程維護(hù)的行程開關(guān)已經(jīng)在行程的盡頭。此刻有或許導(dǎo)致工作臺繼續(xù)向超程方向移動,終拉壞絲杠,形成機(jī)床損壞。制定行運轉(zhuǎn)時光標(biāo)方位不妥。制定行運轉(zhuǎn)時,往往是從光標(biāo)所在方位開始向下執(zhí)行。對車床而言,需要調(diào)用所用刀具的刀偏值,假如沒有調(diào)用刀具,運轉(zhuǎn)程序段的刀具或許不是所要的刀具,極有或許因刀具不同而形成撞刀事端。當(dāng)然在加工中心、數(shù)控銑床上一定要先調(diào)用坐標(biāo)系如G54和該刀的長度補(bǔ)償值。由于每把刀的長度補(bǔ)償值不一樣,假如沒調(diào)用也有或許形成撞刀。
CNC加工中心數(shù)控機(jī)床作為的機(jī)床,防撞是非常必要的,要求操作者養(yǎng)成認(rèn)真細(xì)心慎重的習(xí)氣,按正確的辦法操作機(jī)床,減少機(jī)床撞刀現(xiàn)象發(fā)生。跟著技術(shù)的開展呈現(xiàn)了加工過程中刀具損壞檢測、機(jī)床防撞擊檢測、機(jī)床自適應(yīng)加工等先進(jìn)技術(shù),這些能夠更好地維護(hù)數(shù)控機(jī)床。
歸納起來9點原因:
(1)程序編寫過錯
工藝安排過錯,工序承接聯(lián)系考慮不周詳,參數(shù)設(shè)定過錯。
例:A.坐標(biāo)設(shè)定為底為零,而實踐中卻以頂為0;
B.安全高度過低,導(dǎo)致刀具不能徹底抬出工件;
C.二次開粗余量比前一把刀少;
D.程序?qū)懲曛髴?yīng)對程序之途徑進(jìn)行剖析檢查;
(2)程序單補(bǔ)白過錯
例:A.單邊碰數(shù)寫成四邊分中;
B.臺鉗夾持間隔或工件凸出間隔標(biāo)示過錯;
C.刀具伸出長度補(bǔ)白不詳或過錯時導(dǎo)致撞刀;
D.程序單應(yīng)盡量詳細(xì);
E.程序單設(shè)變時應(yīng)采用以新?lián)Q舊之準(zhǔn)則:將舊的程序單消毀。
(3)刀具丈量過錯
例: A.對刀數(shù)據(jù)輸入未考慮對刀桿;
B.刀具裝刀過短;
C.刀具丈量要運用科學(xué)的辦法,盡或許用較經(jīng)確的儀器;
D.裝刀長度要比實踐深度長出2-5mm。
(4)程序傳輸過錯
程序號呼叫過錯或程序有修改,但仍然用舊的程序進(jìn)行加工;
現(xiàn)場加工者必須在加工前檢查程序的詳細(xì)數(shù)據(jù);
例如程序編寫的時刻和日期,并用熊族模仿。
(5)選刀過錯
(6)毛坯超出預(yù)期,毛坯過大與程序設(shè)定之毛坯不相符
(7)工件資料本身有缺點或硬度過高
(8)裝夾要素,墊塊干與而程序中未考慮
(9)機(jī)床故障,俄然斷電,雷擊導(dǎo)致撞刀等