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        常見問題

        CNC數控車床切槽刀具的特點和切削的一些常見問

        車床切槽刀特點及車削常見問題

          圓柱體切槽包括切外圓槽、內孔槽、退刀槽、端面槽。所切槽形包括窄槽、寬槽、成形槽。加工它們所用刀具主要是各類車削用切槽刀。其工藝特點是:
          1)一個主刀刃二個副刀刃同時參與三面切削,被切削材料塑性變形復雜、摩擦阻力大,加工時進給量小、切削厚度薄、平均變形大、單位切削力增大??偳邢髁εc功耗大,有統計一般比外圓加工大20%左右,同時切削熱高,散熱差,切削溫度高。
          2)切削速度在加工過程中不斷變化,特別是切斷加工時,切削速度由最大一直變化至零。切削力,切削熱也在不斷變化。
          3)工件一面旋轉,刀具不斷切入,實際在工件表面形成的是阿基米德螺旋面,由此造成實際前角后角都在不斷變化,使過程更為復雜。
          4)因刀具寬度窄,相對懸伸長,刀具剛性差,易振動,特別是切斷,切深槽時。
          實加工中,由于被加工槽形;分布;寬度、深度不同,組合眾多,為盡量使用少量的刀柄與相關組件、零件,夾持各種規格刀片,優質、高效、經濟地完成各種加工。各大公司都致力于使刀柄與安裝機構模塊化。近來模塊化技術創意越來越新穎進步,特以三菱等公司的設計發展來作一說明。
          1)DG系列切槽刀
          如圖1,DG系列切槽刀結構,包括一個刀柄、一個壓板、二個壓板螺釘,二類刀片支承鈑(外圓切槽用和端面切槽用),二個支承鈑固緊螺釘。

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        圖1 DG系列分解圖


          刀柄由于左右手;截面尺寸不同,長度不同,柄形因刀頭偏置與無偏置;呈90°L形;成斜45°加工退刀槽用等,而有不同規格。裝窄刀片某些長度的壓鈑可和支承鈑做成一體。但為對應各種更寬刀片,壓板按刀片寬、左右手有不同規格。外圓切槽加工與退刀槽加工的刀片支承鈑對應左右手,桿體截面與不同的刀片寬度、形狀與長度有許多規格。端面切槽的支承鈑按不同的刀桿截面、左右手、不同的刀寬、加工直徑范圍、刀片形狀與長度也有很多規格。
          但只要刃寬一致,左右手一致,就可用同一種壓鈑。只要加工目的(外圓槽、端面槽、退刀槽)一致,左右手一致,切槽,切斷寬度深度一致,就可以用同一支承鈑。只要左右手一致,一定范圍的切槽寬度、深度,一致的加工目的(是否需刀柄偏置,是否需仿形加工,是否加工退刀槽,據加工空間是否需刀頭轉90°形成L形刀頭)就可以用同一刀柄?!緞傧铏C械工具https://yurow123.1688.com】
          實用時,據切槽部位、寬度、深度、左右手可迅速查樣本,決定刀柄、支承件、壓板型號,和三者合在一起的組件型號,刀片型號,以便配對採購。
          由圖1知,DG模塊結構向下的主切削力,主要靠凸鍵、凹槽與2個螺釘支承,同時壓板向下的夾緊刀片的力量,也作用在此上。整個支承剛性尚不足,這樣就影響了這類模塊件與刀片的使用壽命與精度的持續保持。DG系列雖比以往模塊系列有很大進步,但模塊零件數尚徧多,將它們排列組合起來,需要的各尺寸規格數仍相當多。因此需繼續改進。
          GY系列
          GY系列模塊化切槽刀系統,是三菱公司最新創意開發的系統,特點是模塊組成零件只有二個,一個是模塊化刀柄,一個是模塊化支承鈑。其余是標準化的螺釘6個。它沒有刀片壓鈑,壓鈑與支承鈑做成一體。支承鈑通過三個方向,用螺釘將它與刀柄結合在一起。壓鈑夾緊力不再集中在支承鈑螺釘與鍵槽上,它通過半孔,一半作用在結實刀體上。切削力與刀片夾緊力不僅靠側面三個螺釘承擔,且也由前面二螺釘和更厚實寬大刀柄下托鈑承擔。各零件緊密結合,渾然一體,使其綜合剛性接近于整體切槽刀。(圖2)

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        圖2 GY系列模塊化切槽刀


          
          GY系列切槽刀在設計結構上尚考慮到切槽切斷加工嚴酷的切削條件。特意在GY系列專用切槽刀片底部前后做出二個凹槽,在模塊支承鈑上做出相對應二個凸起。限制刀片在加工中這一方向的移動。同時在刀片底面和頂面做出相對的二個V形展開的凹曲面,在模塊支承鈑的壓板下和刀片定位面上,分別作出相應的V形凸峰。共同對GY系列刀片上下凹槽定位。這種獨特的定位方式不僅具有一般長V形塊可限制圓柱體四個自由度的作用,刀片繞自身長軸線的回轉自由度也限制住了,故刀片在刀柄、支承件中的對中性很好。重復定位精度高。多方向的限制約束,使加工中,刀片在承受各方面力及沖擊,振動時,高速運轉時,安裝剛性始終保持得很高,難以變形、移動脫落,加工精度高,加工過程穩定。
          這種高剛性的定位安裝結構也保證了GY系列刀具在通過橫向進給加工寬槽與仿形加工時的加工精度與表面質量。
          在結構上,由于螺釘尺寸與位置分布固定。在同一模塊刀柄上,更換安裝不同的模塊支承鈑,即可對應加工不同槽深(圖4)。

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        圖4 刀柄共用適不同槽深


           GY系列加工孔內槽所用刀具目前最小加工直徑是φ25開始。切深較小時,可用模塊刀柄與模塊支承鈑做成一體的,切深較大的可用支承鈑與刀柄分成二件,組裝在一齊。適應不同加工用途,有多種規格產品。GY系列切槽刀許多規格,還采用了三菱以往阻尼鏜桿結構特點,在刀頭部設計制造出三維凹形槽。按振動方程,衰減系數等于系統阻尼除刀頭質量,凹形槽使刀頭質量減輕,衰減系數增大,加工中產生的振動,很快衰減。故GY系列切槽刀由于三向夾緊安裝剛性高,振動衰減快,加工表面粗糙度比以往切槽刀減少約1/2到2/3.
          內孔切槽刀采用雙冷卻液孔,并利用工件旋轉向刀頭供應充分冷卻液,故排屑好,并進一步提高了加工質量。
          GY系列切槽刀模塊支承鈑與刀柄選擇的步驟是:
          1)按工件的旋轉方向,確定:加工形態
          正轉時刀具是正裝放在工件前,還是反裝放在工件后;反轉時刀具是正裝放在工件后,還是反裝放在工件前;
          2)按槽寬,槽底圓角半徑選擇刀片,同時選擇相應刀墊尺寸,刀墊尺寸及其代號實際代表了在支承鈑模塊上的安裝尺寸。
          3)按上二步驟決定的切槽刀結構,安裝位置與刀墊安裝尺寸及代號,選擇切槽刀的方向。據使用機床選外圓切槽刀刀柄。按加工深度選定內孔切槽刀刀柄。按最大切槽深選擇相應的模塊支承鈑。
          GY系列刀片切削部分幾何形狀與斷屑槽。前文中講述到切槽,切斷時種種不利的切削條件,故應該在各種加工形態下,設計制作合理的刀具切削部分幾何形狀與斷屑槽(圖5)。
          圖5中對應切槽切斷中等進給量加工可選用GM斷屑槽??蓽p少切削力,保證強度。小進給量時可選GS斷屑槽。GS的主刀刃與前刀面結構可提高切屑處理性。多功能切削時,可選用MS,MM斷屑槽,二凸起使它們在橫向進給時,切屑處理性也很好,二者分別用于低、中進給量加工。仿形加工用的BM斷屑槽,主刀刃是圓形,前刀面配置了各向凸起,可使仿形加工各方向切屑均得到良好處理。R/L-GM斷屑槽有左右手之分,則用于切斷加工,使工件表面不會有切削殘留物。

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        圖5 加工形態與斷屑槽


          GY系列切槽切斷刀刀片材料由于切槽切斷嚴酷切削條件。故刀片材料選導熱性特好的,通常用于加工耐熱合金的VP10RT,VP20RT。后者靱性較好,為第一推薦材料。硬度高的鋼材可先選用VP10RT,二者均可充分地使用切削潤滑液。如果硬度≥50HRc時,應用材料為立方氮化硼CBN的MB8025刀片。CBN刀片因切淬火鋼,余量小,切屑不卷曲,不需做出斷屑槽,直刃平頭即可,強度更高。在實際加工時。
          GY系列在模塊支承板與模塊刀柄選擇上應注意:
          1)為確保安裝剛性,應盡量選大尺寸模塊刀柄。
          2)要是沒有使用上限制,同樣的刀柄尺寸,盡量選大的模塊支承鈑。
          3)可達到加工要求時,盡量選短的模塊支承鈑。
          4)切槽,橫向進給時,主刀刃高度對中心控制在0±0.2mm范圍內,刀片盡量垂直于中心。
          5)模塊刀柄、模塊支承鈑對機床懸伸量盡量縮至最短。

        車削加工常見問題

        1、如何選取刀桿的壓緊方式?

        答:刀具的壓緊方式有以下幾種:P是用刀片的中心圓柱形銷夾緊,而夾緊方式有杠桿式,偏心式等,而且,各刀具商所提供的產品并不一定包括了所有的夾緊方式,因此選用時要查閱產品樣本。各夾緊方式適用不同形式的刀片,如無孔刀片常用上壓式(C型),陶瓷、立方氮化硼等刀片常用此夾緊方式。D和M型夾緊可靠,適用于切削力較大的場合,如加工條件惡劣、鋼的粗加工、鑄鐵等短屑的加工等。P型前刀面開放,有利于排屑,一般中、輕切削可選用。S型結構簡單緊湊,無阻排屑,是沉孔刀片的夾緊方式,可用正前面刀片,適合于輕切削和小孔加工等。

        2、哪種壓緊方式最合理?

        答:其實沒有說那種壓緊方式最合理的,這要看加工材質與或場合,而且要結合自己的公司的庫存,滿足圖紙要求和節省刀具成本才是最重要的。

        3、怎樣才能很快了解車刀?

        答:車刀是易學難精的,要了解車刀就是先要了解車床的加工性能(也就是說車主要車圓軸與盤類零件為主的)及其走刀路線(主要有外圓、內孔、外槽、內槽、端面槽、切斷和螺紋加工),了解刀具資料對車刀的相關表示方式如:刀桿與刀片的表示方法,刀具的加工路線等。最好是能到工廠里看看,了解車刀的各角度的相應的關系。書中很多資料是用箭頭或用粗實線表示的加工路線的。也就是后指的加工工藝。

        4、如果要選取一個合適的車刀,首先應該向客戶了解哪些信息?

        答:

        一、首選要了解用在什么機床廠上,也就是了解其刀方和最高轉速還就是機床的穩定性。
        二、加工的零件圖紙,那些是要加工?是粗還是精加工?有沒有特殊要求?精度是多少?加工的是什么材質?

        三、客戶能接受到的是什么檔次的刀具。

        5、加工鈦合金需注意哪些呢?

        答:鈦合金車削易獲得較好的表面粗糙度,加工硬化不嚴重,但切削溫度高,刀具磨損快。針對這些特點,主要在刀具、切削參數方面采取以下措施:

        刀具幾何參數:合適的刀具前后角、刀尖磨圓。 較低的切削速度,適中的進給量,較深的切削深度,充分冷卻。 車外圓時刀尖不能高于工件中心,否則容易扎刀,精車及車削薄壁件時,刀具主偏角要大,一般為75~90°。鈦合金應該考慮斷削還是考慮刀片的耐磨。

        鈦合金是屬于有色金屬類的,一定要在刀肯斷削與刀片的耐磨。最好是用刀尖角比較小的,后角較大的刀片

        6、外圓車刀桿如何選型,應該注意哪些問題?

        答:選外圓刀很重要就是他的刀方和主偏角還有就是其安裝的刀片,刀方是根據機床配的。刀桿頭部形式的選擇刀桿頭部形式按主偏角和直頭、偏頭分有15~18種,各形式規定了相應的代碼,國家標準和刀具樣本中都-一列出,可以根據實際情況選擇。有直角臺階的工件,可選大于或等于偏角的刀桿。一般粗車,可選主偏角45°~90°的;精車,可選45°~75°的;中間切入、仿形,可選45°~107.5°的;工藝系統剛性好時可選較小值,工藝系統剛性差時,可選較大值。刀片就要看其加工的圖紙要求了。

        7、切斷刀桿如何選???

        答:要注意以下幾點:(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)硬質合金牌號和涂層;(6)影響刀具壽命的其它切削條件。

        8、對于切斷刀桿的選用方法是什么?

        答:(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

        切斷時要了解加工的直徑與加工的材質的,目前一般有兩種

        1.一體式的  2.刀板式

        在刀片的鋼性允許下,盡量用小一點寬度的刀片。

        9、刀桿的高和寬是根據什么而定的 答:高度是根據機床的中心高而定的,寬是以習慣性及保證裝夾刀體而定的,但一定也是與高相等的,一般來說是20x20;25x25,32x32的,但有時也是32X25,這個就是用機床所決定的,但一定要滿足中心高。

        10、切槽刀如何去選???...

        9、刀桿的高和寬是根據什么而定的
        答:高度是根據機床的中心高而定的,寬是以習慣性及保證裝夾刀體而定的,但一定也是與高相等的,一般來說是20x20;25x25,32x32的,但有時也是32X25,這個就是用機床所決定的,但一定要滿足中心高。

        10、切槽刀如何去選???
        答:要知道圖紙的寬度和深度以及切削方向,切削方向有:外圓槽刀,內孔槽刀,端面槽刀等。加工端面槽也要知道其加工的直徑,因端面槽刀有加工最小直徑和最大直徑的限制。當工件直徑小時可以當切斷刀用,但要注意其加工要求。

        11、搪孔的深度與刀桿直徑的倍數比?
        答:這個主要是看刀桿的材質來決定的,一般來說一般工具鋼是刀桿伸長的三倍,一般抗振是是刀桿伸長的五倍,全硬質合金是刀桿伸長的七倍,特殊處理除外的。
        選內孔刀時候要了解客戶圖紙的直徑和深度,同時要了解該廠現有的刀套,根據刀具設計中得知:一般鋼結構車只能伸出其刀體直徑的3倍;高速鋼材料的車刀可以伸出刀體直徑的5倍(其代號為F表示),而全硬質合金的內孔車刀則能伸出其刀體7倍(代號C);在加工深孔且需要較好的表面光潔度,一定要選刀具帶油孔的刀體(代號E)。

        12、切斷刀座和切斷刀板如何選取?
        答:切斷刀板是看圖紙要求先多大的刀片而決定的;而切斷刀座是根據刀板與機床的緊固刀方決定的。

        13、切削的前角對加工表面粗糙度的關系?
        答:前角能使刀刃變得鋒利,使切削更為輕快,并減小切削力和切削熱。但前角過大,刀刃和刀尖的強度下降,刀具導熱體積減少,影響刀具使用壽命。前角的大小對表面粗糙度、排屑和斷屑等也有一定影響。工件材料的強度、硬度低,前角應選得大些,反之小些。所以前角會直接影響到表面粗糙度。

        14、正角刀片和負角刀片使用上有什么區別?
        答:用M級有斷屑槽的負角可轉位刀片最適宜加工P類(鋼)材料|用M級有斷屑槽的負角可轉位刀片最適宜加工M類(不銹鋼)材料|帶有斷屑槽的負角可轉位刀片最適宜加工K類(鑄鐵)材料|帶有斷屑槽的負角可轉位刀片最適宜加工S類(耐熱合金)材料|帶有斷屑槽的負角可轉位刀片最適宜加工種S類(鈦合金)材料|用有斷屑槽7°正后角可轉位刀角最適宜加工P種(鋼)材料|用有斷屑槽11°正后角可轉位刀片最適宜加工P種(鋼)材料| 刀片的后角不能過大,過大的后角將會降低刀片的強度;無后角刀片有足夠的強度,但必須安裝在負前角的刀桿上以形成足夠的后角。使用一個有正前角槽形的無后角刀片可保證需要的刀片強度,又可形成正前角的切削。

        15、內孔加工用外圓車刀的注意事項?
        答:一、刀具的避空(也就是逃避開與工件的接觸);二、刀體的鋼性,也就是可伸長的加工長度;三、排屑與冷卻。

        16、車刀片斷屑槽分左右手在加工中及配刀桿時該注意事項?
        答:右手外圓刀配右手刀片,左手外圓刀配左右刀片,內孔刀則相反。有內外園帶端面不可用。

        以上便是CNC數控車床切槽刀具的特點和切削的一些常見問的介紹希望可以幫助到大家,更多的數控知識,請關注我們。

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