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數控刀具:切斷刀的操作兩大要求

發布日期:2013-02-06        閱讀次數:3090次

數控刀具中為獲得理想的切斷效果,需要詳細了解切斷機理。其中的許多變量必須加以考慮:(1)工件材料和形狀;(2)機床;(3)與零件中心軸線相關的切削刃;(4)刀片和斷屑器的類型;(5)硬質合金牌號和塗層;(6)影響刀具壽命的其他切削條件。穿越火线零被啪的漫画在這裏先討論前兩項。

1.工件材料和形狀

為簡化問題,這裏討論三種最普通的工件形狀——實心、空心和要求斷續切削的不規則形狀(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,為簡化問題,這裏分為三類。

第一類為要求使用鋒利的正前角切削刃進行切削的材料。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鏽鋼。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給量,並能整齊地切斷矽鋁合金而不會留下卷邊。同樣它也適合於大多數非金屬材料(如塑料、尼龍和其他軟的免於加工的材料)。

第二類為要求使用零前角或負前角切削刃進行切削的材料。它包括標準的碳鋼、合金鋼和鑄鐵。零前角或負前角可以增加切削刃的強度,並允許采用更大的進給速度以及防止斷續切削時切削刃的破壞。對於大多數產生連續長切屑的材料,應采用這種零前角或負前角的刀具,它也是工業生產中最經常使用的類型。

第三類包括那些要求使用帶斷屑器的數控刀具進行加工的材料,斷屑器的類型將在後麵討論。這些材料在正常的切削速度和進給率條件下,將產生絲狀的長切屑,如軸承工業中使用的52100#鋼和其他高等級鋼。

機床在加工時通常要求使用斷屑器。當用低的額定進給速度加工軟的低碳鋼和合金鋼時,通常會產生不希望出現的長切屑,因此要求操作者經常停機來清除切屑。這樣將降低生產率並危及操作者,因為這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,也會產生同樣的問題。

當選擇切斷刀片時,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。通常如果用大正前角車削或銑削刀片加工一種材料,當進行切斷操作時,可選擇相同的幾何角度。

2.機床

有效切斷操作的關鍵是能夠控製切削速度和進給率。兩者正確的組合將延長數控刀具壽命,保持加工尺寸的穩定性以及有效控製切屑。所用的機床(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製切削參數。

這裏機床被分為兩類:CNC和非CNC機床。自動化設備是大批量生產最常用的形式。在使用切斷刀具時,這可能將產生一些重要的問題。

當一把數控刀具以最低的進給速度正常工作時,這時可確定機床所能采用的最大轉速。由於在自動化生產中,一些數控刀具在幾個不同的位置同時進行切削,因此在加工中對切削速度和進給率幾乎不能調節。例如,一支高速鋼麻花鑽或成形工具在其中的一個位置工作時,它的最優切削速度將決定所有別的數控刀具的切削速度,這個速度對於大多數硬質合金刀具來說太低。新型自動化設備允許操作者更多地控製進給速度。有些CNC型自動化設備幾乎可對整個切削循環給予完全的控製。

被使用的機床將決定硬質合金刀片的牌號、斷屑器和切削刃型式。對於傳統的自動化設備來說,需要選擇韌性較好的硬質合金牌號。低於正常切削速度的硬質合金刀具將在這些設備上進行試驗。

超微細硬質合金牌號已大大改進了自動化設備用切斷刀具的性能。它們既有與高速鋼同樣的強度,又具有與硬質合金同樣好的耐磨性。
另外一種可進行切斷操作的機床是數控車床。它通常裝備了以大批量生產為目的的棒料進給機構或類似的裝置。這種機床有許多優點,其中最重要的就是在切削循環中,它能對切削速度和進給率實行完全的控製。這樣就可使用切削速度高的硬質合金刀片高效地工作。但必須注意,切削速度和進給率應在製造商推薦的範圍內。