硬质合金属于硬脆材料,刃磨时因砂轮振动使刀具受到冲击载荷,容易发生振裂;同时,磨削区的瞬间升温与冷却使热应力可能超过硬质合金的强度极限而产生热裂纹。绝大多数的刀具是机用的,但也有手用的。切削木材用的刀具则称为木工刀具。
硬质合金刀具常识及使用方法
1. 硬质合金刀具的正确刃磨方法硬质合金刀片硬度高、脆性大、导热性差、热膨胀率大,通常应采用金刚石砂轮进行刃磨。但因金刚石砂轮价格昂贵,磨损后不易修复,因此很多工厂仍采用普通砂轮进行刃磨。在刃磨过程中,由于硬质合金硬度较高,普通砂轮的磨粒极易钝化,剧烈的摩擦使刀片表面产生局部高温,形成附加热应力,极易引起热变形和热裂纹,直接影响刀具使用寿命和加工质量。因此,应采取必要措施防止刃磨裂纹的产生。通过加工实践,总结出以下可有效防止或减少刃磨裂纹的工艺措施。
1) 负刃刃磨法:负刃刃磨法是指在刃磨刀具前,先在前刀面或后刀面上磨出一条负刃带。硬质合金属于硬脆材料,刃磨时因砂轮振动使刀具受到冲击载荷,容易发生振裂;同时,磨削区的瞬间升温与冷却使热应力可能超过硬质合金的强度极限而产生热裂纹。采用负刃刃磨法可提高刀片强度,增强刀片抗振性和承受冲击载荷的能力,并增大受热面积,防止磨削热大量导向刀片,从而减少或防止裂纹产生。
2) 用二硫化钼浸润砂轮:在常温状态下,将粉状二硫化钼与无水乙醇制成混合溶液,然后在密闭容器内(防止乙醇挥发)将新的普通砂轮浸泡在混合溶液中,14小时后取出,自然干燥18~20小时,使砂轮完全晾干。经上述处理的砂轮内部空隙中充满二硫化钼,对磨粒可起到润滑作用,使砂轮排屑良好,不易堵塞。试验证明,用二硫化钼浸润过的砂轮磨削硬质合金刀片时,磨削锋利,磨粒不易钝化,工件变形小,排屑顺畅,磨屑形状基本呈带状,可带走大部分磨削热,从而改善磨削效果,提高刀片成品率。
3) 合理选用磨削用量:若刃磨过程中摩擦力过大,可导致磨削温度急剧上升,刀片易发生爆裂,因此合理选用磨削用量十分重要。常用的合理磨削用量为:圆周速度v=10~15m/min,进给量f纵=0.5~1.0m/min,f横=0.01~0.02mm/行程。手工刃磨时,纵向和横向进给量均不宜过大。
4) 其它工艺措施:刀杆刚性不足、刀具夹持不稳、机床主轴跳动等均可能引起刃磨裂纹的产生,因此,由机床、砂轮、夹具和刀具组成的加工系统应具有足够刚性,且应控制砂轮的轴向和径向跳动。造成硬质合金刀具产生刃磨裂纹的因素较多,只有选用合适的砂轮,同时采用合理的磨削工艺,才能有效避免裂纹产生,提高刃磨质量。
2. 硬质合金刀具材料的分类
常用的硬质合金以 WC为主要成分,根据是否加入其它碳化物而分为以下几类:
1) 钨钴类( WC+Co)硬质合金( YG):它由 WC和 Co组成,具有较高的抗弯强度和韧性,导热性好,但耐热性和耐磨性较差,主要用于加工铸铁和有色金属。
2) 细晶粒的 YG类硬质合金(如 YG3X、YG6X):在含钴量相同时,其硬度耐磨性比 YG3、YG6高,强度和韧性稍差,适用于加工硬铸铁、奥氏体不锈钢、耐热合金、硬青铜等。
3) 钨钛钴类( WC+TiC+Co)硬质合金( YT):由于 TiC的硬度和熔点均比 WC高,所以和 YG相比,其硬度、耐磨性、红硬性增大,粘结温度高,抗氧化能力强,而且在高温下会生成 TiO2,可减少粘结。但导热性能较差,抗弯强度低,所以它适用于加工钢材等韧性材料。
3. 硬质合金的应用领域
硬质合金主要应用在金属加工的刀具、刃具和地质钻探、盾构施工的钻头和刀具中。制造切削工具、刀具、钻具和耐磨零部件,广泛应用于军工、航天航空、机械加工、冶金、石油钻井、矿山工具、电子通讯、建筑等领域。硬质合金是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。
4. 刀具刀头的焊接与固定
焊接式切削刀具结构应具有足够的刚性,足够的刚性是以最大允许的外形尺寸以及采用较高强度的钢号和热处理来保证。硬质合金刀具刀片应固定牢靠,硬质合金刀具焊接刀片应有足够的固定牢靠程度,它是靠刀槽及焊接质量来保证的,故要根据刀片形状及刀具几何参数选择刀片镶槽形状。认真检查刀杆。在将硬质合金刀具刀片焊接至刀杆上以前须要对刀片、刀杆进行必要的检查,首先应检查刀片支承面不能有严重弯曲。硬质合金刀具焊接面不得有严重渗碳层,同时还应将硬质合金刀具刀片表面及刀杆镶槽中的污垢进行清除,以保证焊接牢靠,为了保证焊接强度,应选择合适的焊料。在焊接过程中,应保证良好的湿润性和流动性,并排除气泡,使焊接与合金焊接面充分接触,无缺焊现象。
5. 不同加工方式下硬质合金刀片的选用
不同的加工方式,硬质合金刀片的选择要根据被加工材料的不同而选择的。
1) YG3:适用于铸铁,有色金属的精加工。
2) YG6X、YG6A:适用于铸铁,有色金属的精加工,半精加工,亦可用于锰钢,淬火钢加工。
3) YG6、YG8:适用于铸铁,轻合金的粗加工,亦可作铸铁,低合金钢铣削加工。
4) YW1、YW3、YW4:适用于不锈钢,普通合金钢的精加工和半精加工。
5) YW2:适用于不锈钢,低合金钢的半精加工,主要用于火车轮箍加工。
6) YT15、YT05:适用于钢,铸钢的精加工和半精加工,宜采用中等进给量和较高的切削速度。
7) YT14、YS25:适用于钢,铸钢的精加工和半精加工,宜采用中等进给量。
8) YS25专用于钢,铸钢的铣削速度。
9) YT5:适用于钢,铸钢的重切削加工,在作业条件不好的中,低速度大进给量粗加工。
6. 刀具的基本知识
刀具是机械制造中用于切削加工的工具,又称切削工具。广义的切削工具既包括刀具,还包括磨具。绝大多数的刀具是机用的,但也有手用的。由于机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料,所以“刀具”一词一般就理解为金属切削刀具。切削木材用的刀具则称为木工刀具。刀具的发展在人类进步的历史上占有重要的地位。中国早在公元前28~前20世纪,就已出现黄铜锥和紫铜的锥、钻、刀等铜质刀具。战国后期(公元前三世纪),由于掌握了渗碳技术,制成了铜质刀具。当时的钻头和锯,与现代的扁钻和锯已有些相似之处。然而,刀具的快速发展是在18世纪后期,伴随蒸汽机等机器的发展而来的。1783年,法国的勒内首先制出铣刀。1792年,英国的莫兹利制出丝锥和板牙。有关麻花钻的发明最早的文献记载是在1822年,但直到1864年才作为商品生产。那时的刀具是用整体高碳工具钢制造的,许用的切削速度约为5米/分。1868年,英国的穆舍特制成含钨的合金工具钢。1898年,美国的泰勒和.怀特发明高速钢。1923年,德国的施勒特尔发明硬质合金。在采用合金工具钢时,刀具的切削速度提高到约8米/分,采用高速钢时,又提高两倍以上,到采用硬质合金时,又比用高速钢提高两倍以上,切削加工出的工件表面质量和尺寸精度也大大提高。由于高速钢和硬质合金的价格比较昂贵,刀具出现焊接和机械夹固式结构。1949~1950年间,美国开始在车刀上采用可转位刀片,
金属切削机床都有哪些常见的切削方式?
金属切削机床的运动形式及切削方式机床的运动可分为主运动和进给运动。主运动是切削金属最基本的运动,它促使刀具和工件之间产生相对运动,从而使刀具前面接近工件;进给运动使刀具与工件之间产生附加的相对运动,加上主运动,即可不断地或连续地切削,并得出具有所需几何特性的加工表面。机床种类不同,切削方式、工件和刀具的运动形式就不同,对安全的要求也不同。有的切削方式以工件作主运动,刀具作进给运动;有的以刀具作主运动,工件作进给运动。常见的切削方式有:1、车削工件旋转作主运动,车刀作进给运动。
2、铣削铣刀旋转作主运动,工件或铣刀作进给运动。
3、刨削用刨刀对工件作水平相对直线往复运动,如牛头刨床滑枕带动刀具作主运动,工作台带动工件作间歇的进给运动。
4、钻削钻头或扩孔钻在工件上加工,一般是钻头作主运动及进给运动,而工件不动。
5、铰削用铰刀从工件孔壁上切除微量金属层,以提高其尺寸精度和表面光洁度。铰刀旋转作主运动,工件或铰刀作进给运动。
6、镗削镗刀旋转作主运动,工件或镗刀作进给运动。
7、插削插刀对工件作垂直相对直线往复运动,工件或插刀作进给运动。
8、磨削用磨具如砂轮以较高线速度对工件表面进行加工,磨具旋转作主运动,工件作进给运动。
切削方式还有珩磨、超精加工、拉削、推削、铲削、刮削等。以上切削方式中,用得最多的是车削和磨削。
小刀的使用方法
刀具的分类 刀具按工件加工表面的形式可分为五类: 加工各种外表面的刀具,包括车刀、刨刀、铣刀、外表面拉刀和锉刀等; 孔加工刀具,包括钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和内表面拉刀等; 螺纹加工刀具,包括丝锥、板牙、自动开合螺纹切头、螺纹车刀和螺纹铣刀等; 齿轮加工刀具,包括滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮加工刀具等; 切断刀具,包括镶齿圆锯片、带锯、弓锯、切断车刀和锯片铣刀等等。 此外,还有组合刀具。 按切削运动方式和相应的刀刃形状,刀具又可分为三类: 通用刀具,如车刀、刨刀、铣刀(不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀)、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和锯等; 成形刀具,这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状,如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等; 展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似的工件,如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等 小刀也是其中一种。 刀具的结构 1. 结构要素 待加工表面----工件上有待切除的表面。 已加工表面----工件上经刀具切削后产生的表面。 过渡表面(同义词:加工表面)----工件上由切削刃形成的那部分表面,它将在下一个行程,刀具或工件的下一转里被切除,或者由下一个切削刃切除。 前面(同义词:前刀面)---- 刀具上切屑流过的表面。它直接作用于被切削的金属层,并控制切屑沿其排出的刀面。 后面(同义词:后刀面)----与工件上切削中产生的表面相对的表面。 主后面(同义词:主后刀面)----刀具上同前面相交形成主切削刃的后面。它对着过渡表面。 副后面(同义词:副后刀面)----刀具上同前面相交形成副切削刃的后面。它对着已加工表面。 主切削刃----起始于切削刃上主偏角为零的点,并至少有一段切削刃拟用来在工件上切出过渡表面的那个整段切削刃。 副切削刃----切削刃上除主切削刃以外的刃,亦起始于切削刃上主偏角为零的点,但它向背离主切削刃的方向延伸。 各种刀具的结构都由装夹部分和工作部分组成。整体结构刀具的装夹部分和工作部分都做在刀体上;镶齿结构刀具的工作部分(刀齿或刀片)则镶装在刀体上。 2. 刀具角度参考系 切削平面----通过切削刃选定点与切削刃相切并垂直于基面的平面。 主切削平面Ps----通过切削刃选定点与主切削刃相切并垂直于基面的平面。它切于过渡表面,也就是说它是由切削速度与切削刃切线组成的平面。 副切削平面----通过切削刃选定点与副切削刃相切并垂直于基面的平面。 基面Pt----通过切削刃选定点垂直于合成切削速度方向的平面。在刀具静止参考系中,它是过切削刃选定点的平面,平行或垂直于刀具在制造、刃磨和测量时适合于安装或定位的一个平面或轴线,一般说来其方位要垂直于假定的主运动方向。 假定工作平面----在刀具静止参考系中,它是过切削刃选定点并垂直于基面,平行或垂直于刀具在制造、刃磨和测量时适合于安装或定位的一个平面或轴线,一般说来其方位要平行于假定的主运动方向。 法平面Pn----通过切削刃选定点并垂直于切削刃的平面。 3. 刀具角度 前角----前面与基面间的夹角。 后角----后面与切削平面间的夹角。 楔角----前面与后面间的夹角。 主偏角----主切削平面与假定工作平面间的夹角,在基面中测量。 副偏角----副切削平面与假定工作平面间的夹角,在基面中测量。 刀尖角----主切削平面与副切削平面间的夹角,在基面中测量。 刃倾角----主切削刃与基面间的夹角,在主切削平面中测量。 刀具的装夹部分有带孔和带柄两类。带孔刀具依靠内孔套装在机床的主轴或心轴上,借助轴向键或端面键传递扭转力矩,如圆柱形铣刀、套式面铣刀等。 带柄的刀具通常有矩形柄、圆柱柄和圆锥柄三种。车刀、刨刀等一般为矩形柄;圆锥柄靠锥度承受轴向推力,并借助摩擦力传递扭矩;圆柱柄一般适用于较小的麻花钻、立铣刀等刀具,切削时借助夹紧时所产生的摩擦力传递扭转力矩。很多带柄的刀具的柄部用低合金钢制成,而工作部分则用高速钢把两部分对焊而成。 刀具的工作部分就是产生和处理切屑的部分,包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的结构、排屑或容储切屑的空间、切削液的通道等结构要素。有的刀具的工作部分就是切削部分,如车刀、刨刀、镗刀和铣刀等;有的刀具的工作部分则包含切削部分和校准部分,如钻头、扩孔钻、铰刀、内表面拉刀和丝锥等。切削部分的作用是用刀刃切除切屑,校准部分的作用是修光已切削的加工表面和引导刀具。 刀具工作部分的结构有整体式、焊接式和机械夹固式三种: 整体结构是在刀体上做出切削刃; 焊接结构是把刀片钎焊到钢的刀体上; 机械夹固结构又有两种,一种是把刀片夹固在刀体上,另一种是把钎焊好的刀头夹固在刀体上。 硬质合金刀具一般制成焊接结构或机械夹固结构;瓷刀具都采用机械夹固结构。 刀具切削部分的几何参数对切削效率的高低和加工质量的好坏有很大影响。增大前角,可减小前刀面挤压切削层时的塑性变形,减小切屑流经前面的摩擦阻力,从而减小切削力和切削热。但增大前角,同时会降低切削刃的强度,减小刀头的散热体积。 在选择刀具的角度时,需要考虑多种因素的影响,如工件材料、刀具材料、加工性质(粗、精加工)等,必须根据具体情况合理选择。通常讲的刀具角度,是指制造和测量用的标注角度在实际工作时,由于刀具的安装位置不同和切削运动方向的改变,实际工作的角度和标注的角度有所不同,但通常相差很小。 刀具的材料 制造刀具的材料必须具有很高的高温硬度和耐磨性,必要的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性,良好的工艺性(切削加工、锻造和热处理等),并不易变形。 通常当材料硬度高时,耐磨性也高;抗弯强度高时,冲击韧性也高。但材料硬度越高,其抗弯强度和冲击韧性就越低。高速钢因具有很高的抗弯强度和冲击韧性,以及良好的可加工性,现代仍是应用最广的刀具材料,其次是硬质合金。 聚晶立方氮化硼适用于切削高硬度淬硬钢和硬铸铁等;聚晶金刚石适用于切削不含铁的金属,及合金、塑料和玻璃钢等;碳素工具钢和合金工具钢现在只用作锉刀、板牙和丝锥等工具。 硬质合金可转位刀片现在都已用化学气相沉积涂覆碳化钛、氮化钛、氧化铝硬层或复合硬层。正在发展的物理气相沉积法不仅可用于硬质合金刀具,也可用于高速钢刀具,如钻头、滚刀、丝锥和铣刀等。硬质涂层作为阻碍化学扩散和热传导的障壁,使刀具在切削时的磨损速度减慢,涂层刀片的寿命与不涂层的相比大约提高1~3倍以上。 由于在高温、高压、高速下,和在腐蚀性流体介质中工作的零件,其应用的难加工材料越来越多,切削加工的自动化水平和对加工精度的要求越来越高。为了适应这种情况,刀具的发展方向将是发展和应用新的刀具材料;进一步发展刀具的气相沉积涂层技术,在高韧性高强度的基体上沉积更高硬度的涂层,更好地解决刀具材料硬度与强度间的矛盾;进一步发展可转位刀具的结构;提高刀具的制造精度,减小产品质量的差别,并使刀具的使用实现最佳化。 刀具材料大致分如下几类:高速钢、硬质合金、金属陶瓷、陶瓷、聚晶立方氮化硼以及聚晶金刚石。 我主要提下陶瓷,陶瓷用于切削刀具的时间比硬质合金早,但由于其脆性,发展很慢。但自上世纪70年代以后,还是得到了比较快的发展。陶瓷刀具材料主要有两大系,即氧化铝系和氮化硅系。陶瓷作为刀具,具有成本低、硬度高、耐高温性能好等优点,有很好的前景。 目前国内国外产品差别很大,刀具算是高技术的消费品!切削磨具的种类和用途
如何分清其加工的机械的种类与选型的标准(一)机械加工中常用到的是:车、铣、钻、磨、刨。但我们多数做的多是车、铣、钻等。 如何知道那些是加工中心加工(铣床)?那些是数控车加工(普通车床)呢?在这行有接触的人都知道的,零件多数为两种:一是箱体(杂合体);一是盘轴类。箱体相对来说比较复杂的需要十几把或 是很更多种刀具来加工,如加工中心上才能来完成的,盘轴类的多数是比较单一,刀具比较少是枇量生产的,如数控车床加工(或是普通车床加工),但通常会出现这样的情况,有箱体与盘类相结合的时候,就容易让人糊涂了,其实我们只要有心想一下还是能分清的,也就是一般工厂的习惯是,先服从车削而后再进行铣削加工的。因车床的造价低,加工的成本相对来说比较低的。
(二)从我了解的配刀方案的经验中,有下面几个选择方法
Ⅰ。首先要按图纸要求加工,了解其加工的的工艺,从面到点而一步步的选取刀具,挺别注意的是:
①车我外圆时的要注意仿型加工和切槽,一定要避开后刀背与工件的接触,车床最多考虑的也是接触到各个面和排屑等的方题,如果能避开其已加工面,或是刀尖能完成其切削路线就是达到了加工要求了。
②铣削时多数考虑到的是仿型与加工的精度,还有就是各种特殊的要求,下面将细说,在此先不表了。
Ⅱ。当很多种刀具都能满足加工要求时我们就要从两方面来考虑
①我们现在的库存,这是首选的,因为这样可以减少我们的库存
②选取造价比较低的,这样客户能接受我们的价格,胜算相对来说也比较大的。
Ⅲ。在配刀时,一定要知:那些是消耗比较大的?那些是一次性定购或是不常定购的?
①如果客户首先考虑到的是价格,那选择一次性定购的或是比较少定购的,而质量将就的行。就要选便宜一点的,比较选台湾的刀杆等,
②如果客户首先考虑到的是加工的质量的话,就是选比较好一点的,也就是刀杆这一方面要选取原装进口的
③刀片等其他消耗品是我们以后发展的主要来源,所选的品牌一定是我们有优势的,最好是只有我们才有的,这样别人就没有代替了,就比如山特维克一样,他们所选的刀具多数是只有他们才有的,别家的产品是很难替代的,但其他的品牌他就能替代。
1.车刀类
车刀是金属切削加工中应用最广的一种刀具。它可以在车床上加工外圆、端平面、螺纹、内孔,也可用于切槽和切断等。车刀在结构上可分为整体车刀、焊接装配式车刀和机械夹固刀片的车刀。机械夹固刀片的车刀又可分为机床车刀和可转位车刀。机械夹固车刀的切削性能稳定,工人不必磨刀,所以在现代生产中应用越来越多。
复杂零件的仿形车削加工
在机械加工中,一些结构复杂的零件,其加工工艺是很复杂的,有时还要求操作者能在最短的时间内将工件加工出来,尤其是难加工材料的工件,其加工工艺更为复杂。为此,制造厂家不断地寻求更加经济有效的方法来加工复杂零件,包括车削零件。CNC机床的先进性已使我们对几乎可想象到的刀具轨迹进行编程。但是当刀具沿着这些轨迹运动时,其刀具和零件之间的关系(切入角、进给量、切削速度和深度)持续发生着变化。所以,解决上述问题的关键在于如何以最有效和经济的方式车削复杂零件。
复杂性的含义
复杂的车削加工可能是刀具在径向和轴向上同时进给的加工以形成不同的零件廓形。除此之外,其它复杂因素还包括工件材料的可加工性、期望的产量和机床能力,当然也有交货期及加工成本。应当注意的是一个车间认为复杂的零件也许被另一个车间认为是常规零件,即零件的复杂性并不总是很明显的。
Voss工业公司的John Campell先生指出,一个看起来简单的零件或许比一个复杂形状的零件更具挑战性。他将718镍合金法兰的车削加工与螺旋管接头的加工作了一个比较。尽管螺旋管接头要求10次安装和24道工序,但一旦安装好开始加工后,这个过程就不再需要调节。另一方面,718合金法兰在加工过程中要求连续进行调节以补偿材料回弹、收缩和刀具磨损。另外,不同材料、同样形状的工件对切削力的反应不同。以法兰为例,在材料规定的范围内,镍和铬元素的变化可能使一批材料与另一批材料以及零件与零件之间的切削条件发生变化。
选择刀片几何形状
车削一个复杂零件,最基本的要求是切削刃能够进入到零件廓形所在的区域。这要求选择适当的刀片形状、主偏角、副偏角、前角和后角。当选择刀片形状时,关键是应考虑刀片的强度。其中,圆刀片的强度最高。对非圆形刀片,刀尖角越大,其强度越高。但是由于隙角的原因,仿形车削通常使用35°或55°的菱形刀片。刀杆的选择实际上由所要求切入的轨迹来决定,如果需要进行复杂的仿形车削,则可选择安装菱形刀片的J型刀杆,这样可形成较大的后角。
刀片的刀尖角和主偏角一起决定着刀具能否进入工件轮廓;工件和刀片主切削刃之间的间隙、副后刀面及其下半部分的后角至关重要。我们常常靠估计、经验来判定刀具能否进入到工件及其相关的后角。这种方法很费时。现在CAD作图和切削模拟软件在计算机显示屏上进行模拟切削而不需要在实际零件上进行。
美国绿叶公司的Dale Hill说,他们公司直接根据顾客提供的CAD图纸进行刀具设计。设计人员可以看出刀具是否需要铲背或刀具能否进入一个深槽区域。对于一些真正复杂廓形的零件,采用标准刀具通常是不可行的,因为它们通常不能进入到复杂零件的凹腔和拐角处。而计算机模拟可以加速专用刀具的设计。
刀片后角
刀片的主前角和副前角将决定后刀面和工件间的后角。不同的材料要求不同的后角。例如当加工韧性材料,尤其是镍基合金时,其回弹性非常大。这些合金会在切削刃前面鼓起,在切削刃通过后产生回弹。这些回弹的工件将刮擦后刀面,并产生大量的切削热。另外镍基材料的加工硬化也会产生切削热,最终导致刀具热失效。失效形式可能是崩刃,但切削刃的热膨胀将导致刀具断裂。
钛金属材料可能回弹0.05mm和0.08mm,因此加工这类材料时要求在后刀面和工件之间有14°或15°的后角,以防止热失效。然而钛和塑料有相似的回弹性。当加工钛金属时,后角太小将造成刀片热失效。这样的刀具在加工塑料时,由回弹产生的切削力和切削热将融化塑料工件。
刀片的后角不能过大,过大的后角将会降低刀片的强度;无后角刀片有足够的强度,但必须安装在负前角的刀杆上以形成足够的后角。使用一个有正前角槽形的无后角刀片可保证需要的刀片强度,又可形成正前角的切削。
切削力和切屑控制
工件、刀具和车削系统中其它因素之间关系的变化将影响有效的切屑控制。例如,在仿形车削加工中,当刀片从工件中心向外移动时,切屑厚度变薄,切刀深度增加,切屑控制恶化。一个解决方法就是将一次走刀分为两次走刀,将向外的进给换成向中心的进给,以获得最终的廓形。
薄壁细长零件难以装夹,切削力可能引起工件变形和极差的表面粗糙度甚至使零件报废。一个专门设计的、可控制切屑的刀片可以减小这种变形。绿叶公司提供一种名为TurboForm的精加工硬质合金刀片,它有很大的正前角和压制的断屑器,所以产生的切削力很低。同时,该刀片的周边经过精密磨削,故具有很高的光洁度。如一个航空制造商在加工喷气式发动机压缩机的薄壁密封钛零件时,由于刀具振动使得刀片崩刃和加工表面光洁度降低。在使用TurboForm刀片后,消除了刀片振动和工件变形的现象,延长了刀具的寿命。
如果工件材料的可加工性造成了车削加工的复杂性,则由两种材料构成的零件可能双倍加大这种复杂性。因此当加工由多种材料构成的零件时,一个办法就是选择可加工不同材料的刀片牌号。例如当加工内部为4340钢、外部为镍基合金的零件时,制造者必须在编程时增加一暂停程序,以便更换刀片。使用两种不同牌号的刀片进行加工,其刀片寿命仍很低时,则推荐使用日本住友电工公司的AC2000 CVD涂层刀片,通过改变进给量和切削速度来加工上述两种材料,不必停机更换刀片,显著地提高了刀具寿命。
修磨
一些零件轮廓不能简单地使用现成的刀片进行加工。在使用负前角J型刀杆进行切入式切削时,35°刀片的副后刀面的下半部分可能与工件发生碰撞,引起刀片断裂。防止这种情况的一个方法就是磨去妨碍切削的这个部分。
汽轮机管路系统制造商Jeff Carver先生说,他们经常使用非常锋利的刀具来加工零件,因为经常没有标准的刀具,因此需要经常修磨刀具。
尽管一些制造厂商喜欢库存的标准刀片,通过修磨来满足特定的加工要求,但这些修磨的刀片也可直接从刀具生产厂家购买,因为他们已为加工某些特殊零件准备了专用的刀片。当一把修磨的刀具在一次走刀中不能满足要求时,唯一选择就是停机,使用另一种刀片来完成切削。不足之处是要花费时间,并且要中断一次走刀,这将在工件上留下刀痕。
机床
CNC机床制造商不断引进先进技术来简化复杂零件的车削。比较典型的就是Mazak公司的多功能车/铣床。这些机床像一台在工作台一端有车削主轴的加工中心。机床的B轴在加工中能沿零件径向转动225°,这使刀尖半径始终在与切削相切的方向上,可用一把刀完成多道工序。
总之,金属切削学科的进步必将使复杂零件的车削变得更容易,要想经济有效地加工一些复杂零件,还是需要工艺因素的配合。