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几何参数和切削性能
 作者:ADMIN   来源:  浏览:1057  发布日期:2015/9/1 17:24:26

可转位车刀片的形状有三角形、正方形、棱形、五边形、六边形和圆形等,是由硬质合金厂压模成形,使刀片具有供切削时选用的几何参数(不需刃磨);同时,刀片具有3个以上供转位用的切削刃,当一个切削刃磨损后,松开夹紧机构,将刀片转位到另一切削刃,即可进行切削,当所有切削刃都磨损后再取下,换上新的同类型的刀片。

  可转位车刀片按照用途可分为外圆、端面半精车刀片,外圆精车刀片,内孔精车刀片,切断刀片和内外螺纹车刀片。此外,刀片又分为带孔无后角和不带孔有后角两种,刀片中的孔是为夹持刀片用,若刀片有后角,刀片在装人刀槽时,就不需要安装出后角,若刀片无后角,则在刀片装人刀槽时,就需要将刀片安装出一定后角。下面是两种典型机夹车刀片和车刀的几何参数。

·精车机夹车刀刀片:前角g=20°,主后角a=8°~9°,副后角a'=6°~8°,主偏角Kr=90°,副偏角Kr'=5°,刃倾角l=0°~1°,倒刃为-5°×(0.05~0.1),过渡圆弧半径R=0.1~0.2mm(见图5)。


图5 精车刀片刃磨(工作)几何参数

·半精车机夹车刀刀片:前角g=20°,后角a=6°~7°,主偏角Kr=90°、45°和80°三种,副偏角Kr'=10°和45°两种,倒刃为-5°×(0.2~0.5),过渡圆弧半径R=0.2~0.5mm(见图6)。


图6 半精车刀片刃磨(工作)几何参数

  精车机夹车刀一般采用工作前角20°,主后角8°~9°,楔角b≤62°。通过切削实践可知,增大楔角会使切削 抗力增大,反之减小楔角,切削抗力也会减小,在精加工时应采用较小楔角,从而使刀具锋利,切削轻快。刃倾角通常选为0°~1°,选择小的刃倾角能使切屑在 断屑槽内向刀体后部排出,以免划伤已加工表面。副后角、副偏角较小,使副后刀面与工件已加工面有较长的接触面积,达到修整切削谷峰轨迹、降低表面粗糙度的 目的。主偏角为90°,既能降低径向切削抗力,又能适应多台阶零件的加工。

  半精车机夹车刀多用于粗加工和半精加工,切削时多带有冲击负荷,对切削时有冲击负荷的刀具主偏角通常设为45° 和80°两种,切削时不带冲击负荷的刀具主偏角通常为90°。主偏角45°和80°的半精车机夹车刀刀尖角为90°,以增强刀尖强度;主偏角为90°的半 精车机夹车刀刀尖角为80°。刃倾角为0°~1°,后角为6° ~7°,倒刃为-10°×(0.1~0.2),有时可根据切削实际情况刃磨至0.5mm宽。

  由上述分析可知,精加工机夹车刀设计的原则是增强刀具锋利度和获得较理想的表面质量,半精加工机夹车刀设计的原则是增强刀具强度。由于可转位车刀的角度是由刀片的角度和刀杆上刀片槽底面的角度综合而成,因此其值为相关部分几何角度的代数和。

表2

名称 定义 公式 
前角 可转位刀具的前角等于刀片与刀杆在正交平面中的前角的代数和 g0刀具=g0刀片+g0刀杆 
后角 可转位刀具的后角等于刀片在正交平面中的后角与刀杆在正交平面中的前角之差 a0刀具=a0刀片-g0刀杆 
刃倾角 可转位刀具的刃倾角等于刀片刃倾角与刀杆刃倾角的代数和 ls刀具=ls刀片+ls刀杆 
主偏角 可转位刀具的主偏角是由刀杆自身的主偏角决定的 Kr刀具=Kr刀杆

三、结语

  通过对机夹可转位车刀的结构、几何参数和切削性能的分析可知,刀片及刀体自身的结构参数对整个车刀的切削性能有 着至关重要的影响。在实际生产中,刀体的结构参数基本上是不变的,只有通过改变刀片的几何参数来改善机夹可转位车刀的切削性能,从而使刀具在生产加工中达 到最佳的切削状态。

刀具或刀片在精磨之后,涂层之前的一道工序,其名称目前国内外尚不统一,有称“刃口钝化”、“刃口强化”、“刃口珩磨”、“刃口准备”或“ER处理”等,本文采用“刃口钝化”的名称。
刀 具刃口钝化技术是一个还不被人们普遍重视,而又是十分重要的问题。它所以重要就在于:经钝化后的刀具能有效提高刃口强度、提高刀具寿命和切削过程的稳定 性。大家知道刀具是机床的“牙齿”,影响刀具切削性能和刀具寿命的主要因素,除了刀具材料、刀具几何参数、刀具结构、切削用量优化等,通过大量的刀具刃口 钝化实践体会到:有一个好的刃口型式和刃口钝化质量也是刀具能否多快好省进行切削加工的前提。因此,刀具刃口的状况好坏也是不可忽视的因素。
为什么要进行对口钝化处理
经 普通砂轮或金刚石砂轮刃磨后的刀具刃口,确实存在程度不同的微观缺口(即微小崩刃与锯口)。前者可用肉眼和普通放大镜观察到,后者用100倍(带 0.010mm刻线)显微镜能够观察到,其微观缺口一般在0.01-0.05mm,严重者高达0.1mm以上。在切削过程中刀具刃口微观缺口极易扩展,加 快刀具磨损和损坏。
现代高速切削加工和自动化机床对刀具性能和稳定性提出了更高的要求,特别是涂层刀具在涂层前必须经过刀口的钝化处理,才能保证涂层的牢固性和使用寿命。
从国外引进数控机床和生产线所用刀具,其刃口已全部钝化处理。有众多的信息表明,刀具刃口钝化可有效延长刀具寿命200%或更多,大大降低刀具成本,给用户带来巨大的经济效益。
因此,深入研究和实践刀具对口钝化这门学问十分重要。这个课题要从以下两个方面做起,一个是选择刃口型式和参数,二是探索刃口钝化技术及参数,做到两者的紧密结合。

 
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