金屬加工過程中
為獲得理想的切斷效果
1.工件材料和形狀
選用最普通的工件形狀——實(shí)心
、空心和要求斷續(xù)切削的不規(guī)則形狀(如方型和六角型材料和壁厚不一致的空心材料)。材料一般分為7種類型
,這里主要介紹三類。第一類:為要求使用鋒利的正前角切削刃進(jìn)行切削的材料
。它包括高溫合金、鈦合金、鋁材、塑料和其他非鐵金屬以及奧氏體不銹鋼。鋒利的切削刃能防止這些材料的工作硬化。例如,鋒利的切削刃允許使用高的切削速度和進(jìn)給量,并能整齊地切斷硅鋁合金而不會留下卷邊。同樣它也適合于大多數(shù)非金屬材料(如塑料、尼龍和其他軟的免于加工的材料)。第二類:為要求使用零前角或負(fù)前角切削刃進(jìn)行切削的材料。它包括標(biāo)準(zhǔn)的碳鋼
、合金鋼和鑄鐵。零前角或負(fù)前角可以增加切削刃的強(qiáng)度,并允許采用更大的進(jìn)給速度以及防止斷續(xù)切削時切削刃的破壞。對于大多數(shù)產(chǎn)生連續(xù)長切屑的材料第三類:包括那些要求使用帶斷屑器的刀具進(jìn)行加工的材料
,斷屑器的類型將在后面討論。這些材料在正常的切削速度和進(jìn)給率條件下,將產(chǎn)生絲狀的長切屑,如軸承工業(yè)中使用的52100#鋼和其他高等級鋼。機(jī)床在加工時通常要求使用斷屑器。當(dāng)用較低的進(jìn)給速度加工軟的低碳鋼和合金鋼時
,通常會產(chǎn)生不希望出現(xiàn)的長切屑,因此要求操作者經(jīng)常停機(jī)來清除切屑。這樣將降低生產(chǎn)效率,因?yàn)檫@些切屑是非常鋒利的。采用非常低的切削速度加工一些種類的高溫合金時,也會產(chǎn)生同樣的問題。當(dāng)選擇切斷刀片時
,刀片的幾何角度可采用與車削甚至銑削用刀片相同的角度。如果用大正前角車削或銑削刀片加工一種材料,進(jìn)行切斷操作時,可選擇相同的幾何角度。2.機(jī)床
有效切斷操作的關(guān)鍵是能夠控制切削速度和進(jìn)給率
。兩者正確的組合將延長刀具壽命,保持加工尺寸的穩(wěn)定性以及有效控制切屑。所用的機(jī)床(其型式和特征)在很大程度上決定了使用者能在多大程度上控制切削參數(shù)。機(jī)床分為兩類:CNC和非CNC機(jī)床
。自動化設(shè)備是大批量生產(chǎn)最常用的形式。在使用切斷刀具時,可能將產(chǎn)生一系列問題。當(dāng)一把刀具以最低的進(jìn)給速度正常工作時,這時可確定機(jī)床所能采用的最大轉(zhuǎn)速
使用的機(jī)床將決定硬質(zhì)合金刀片的牌號、斷屑器和切削刃型式
超微細(xì)硬質(zhì)合金牌號已大大改進(jìn)了自動化設(shè)備用切斷刀具的性能
。它們既有與高速鋼同樣的強(qiáng)度,又具有與硬質(zhì)合金同樣好的耐磨性。另一種可進(jìn)行切斷操作的機(jī)床是CNC車床
。它通常裝備了以大批量生產(chǎn)為目的的棒料進(jìn)給機(jī)構(gòu)或類似的裝置。這種機(jī)床有許多優(yōu)點(diǎn),其中最重要的就是在切削循環(huán)中,它能對切削速度和進(jìn)給率實(shí)行完全的控制。這樣就可使用切削速度高的硬質(zhì)合金刀片高效地工作。但必須注意,切削速度和進(jìn)給率應(yīng)在制造商推薦的范圍內(nèi)。CNC機(jī)床易于編程和改變以適應(yīng)加工不同零件的需要
。因此,它們是較短行程切斷操作的優(yōu)選類型,其良好的調(diào)節(jié)切削速度和進(jìn)給率的能力也有助于控制切屑和增加刀具壽命的一致性。3.正確的安裝
當(dāng)使用硬質(zhì)合金進(jìn)行切斷操作時,正確安裝刀具是非常重要的
兩個最普遍的問題就是切斷刀具不垂直于工件或切削刃相對于工件中心軸線安裝得太高或太低
為保證刀具垂直于工件
通常檢測刀具是否垂直的一個方法是檢查產(chǎn)生的切屑。如果工件產(chǎn)生的切屑以長絲狀流向一側(cè)
如果加工中刀具性能或生產(chǎn)的零件質(zhì)量發(fā)生變化
在切斷刀具安裝中
制造商設(shè)計的大多數(shù)硬質(zhì)合金刀片
當(dāng)刀片安裝得略高于中心時
另外
低于中心線的刀片將產(chǎn)生更多的問題。當(dāng)刀片低于中心線時
低于中心線的刀片帶來的另一個問題是刀片不規(guī)則的偏離
使用低于中心線的刀片的一個最嚴(yán)重的后果是刀片被拉出
如果這種情況沒有被及時判斷
因?yàn)檫@些原因,需要防止切斷工具的切深超過工件中心部分
為克服刀片拉出問題
T型切斷刀是—種兩種刀片和刀板的組合型式,采用簡單的楔形鎖緊
。在刀片的頂部和底面有與刀板相匹配的斜面。刀片由刀板產(chǎn)生的彈力楔緊并保持在刀槽中。在某些條件下,刀片可能被進(jìn)一步壓入刀槽中,從而改變切削刃的位置,使其低于中心高。大進(jìn)給率切削、斷續(xù)切削和磨損的刀槽可能引起這種現(xiàn)象的發(fā)生在F型切斷刀具中
任何刀片和刀板的組合都應(yīng)使切屑順利地從切削區(qū)排出
所有的硬質(zhì)合金切斷刀具制造商都提供其產(chǎn)品的中心高。所以應(yīng)嚴(yán)格遵守制造商的推薦值
。刀片的幾何尺寸和刀夾的型式對中心高均有影響
。通常寬度大于0.5mm的刀片,下列公式對其最大中心高的確定非常有用:中心高=0.8mm×寬度+0.025mm。在進(jìn)行切斷加工時
,要切記切削刃安裝在中心高上或略高于中心高。以上資料由蘇州碩朔五金工具有限公司整理發(fā)布
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