設計與精密加工之車削知識

2018-09-17

三、車削加工

1、車刀柄有負前角和正前角,兩者有什么區別?選擇車刀時有負前角和正前角之分,在加工時到底該如何使用呢?


負前角和正前角刀柄的性能負前角車刀柄多使用負角刀片。負角刀片有分為兩面型和單面型的。單面型因為底部有支撐,所以用于粗加工。兩面型經濟性好,現在使用最多。
正前角車刀柄多使用正角刀片。因為鋒利性好,常用于精加工及小型刀片。


前角

負前角車刀柄

正前角車刀柄

刀具圖

區別

多數使用負角刀片

多數使用正角刀片

特點

抗崩刃性大,適用于粗加工等斷續加工,切削抵抗大,易產生振動。
因斷屑槽不同,可使用單面,也可使用雙面。

切削刃鋒利,切削力小,適宜精加工。
適合軟材料加工。
刀刃單薄,易崩刃。刀片只能單面使用。


余偏角的作用主要影響主切削刃單位長度上的負荷和切削層單位面積切削力。1.增大余偏角,刀尖角增大,刀尖強度提高,適合斷續加工。2、車刀余偏角有0°、45°、-5°等,應該如何區分使用?余偏角的角度類型繁多,不知在加工的時候應該如何選擇,性能是否有差別?

2.增大余偏角,切削層單位面積切削力增大,切削厚度減小。

余偏角的選擇方法


◇切削深度與每刃進給量一定的情況下,余偏角越大,切削層厚度越薄(45度約為0度時的70%),則單位切削刃長度所承受的切削力減小,刀具壽命延長。但切削層厚度過大時,進給分力增加,易造成高頻振顫,刀具壽命縮短。
◇機床以及夾具剛性好的情況,可選擇大的余偏角。
◇硬的被削材料,選擇大余偏角。
◇工件外形復雜的,較適合采用較大的余偏角。


3、鏜深孔時如何抑制顫振?鏜削深孔時加工面經常產生顫振,讓人頭疼,請問有解決方法嗎?

為什么鏜孔加工比較難?

1.加工面視覺觀察困難。
2.孔內部極易滯留切屑,無法加工出好的表面。
3.深孔處根本無法看到,孔底位置停止困難,只能借助手柄數字與聲音來判斷。
4.刀刃的高度調整不當,刀刃以外易碰傷加工面。

顫振產生的原因

鏜削深孔時經常會產生顫振的現象,由此導致的結果是:鏜削孔表面光潔度變差或變成錐型孔,影響孔的精度,刀具壽命縮短,易崩刃。 產生顫振的主要原因是:1.刀具剛性差 2.切削力大 3.夾持力不足

增強刀具剛性

增強刀具剛性首先可以盡量選用直徑大的鏜刀桿,其次盡可能縮短刀桿的懸伸量,也可改用硬質合金材質的刀桿來替換鋼質的刀桿,或使用帶阻尼功能減振功能的鏜刀桿。 

減小加工時的切削力

選用小的R角刀片及正前角刀片(切削力小的斷屑槽),選用小的余偏角刀桿,減小加工時的切深,降低加工時的進給量等措施。

加強刀桿的夾持力

加強對刀桿的夾持力首先可以增加夾持長度,一般刀桿直徑大于25mm的,夾持長度不短于2.5倍的直徑,其次可以改變夾持結構來增加夾持力,比如使用襯套等。


4、選擇鏜刀桿時如何控制最佳的排屑間隙?
內孔鏜刀選擇有最小加工尺寸,但是在選擇時如果太小刀具剛性不夠,影響加工。選擇大了又會影響排屑間隙,切屑不能正常排出,加工作業中斷,加工面刮傷等不良發生,請問有什么好的方法嗎?


排屑間隙和刀桿直徑

為了增加刀具的剛性,在選擇鏜刀桿時往往會選擇最小加工直徑和被加工孔徑差不多大小的刀桿。這樣刀具剛性是滿足了,但是對于排屑可能就會有影響,甚至可能導致切屑排不出去損壞刀片和刀桿,影響被加工孔的精度和表面光潔度。

解決的方法

1.控制切屑流量 精加工時要求切屑流向未加工面,所以要選擇正刃傾角的鏜刀,如果加工的是盲孔,為使切屑從孔口排出,要使用負的刃傾角。2.保持合適的排屑間隙 排屑間隙一般取切削深度的2~2.5倍。

5、影響刀片形狀選擇的因素有哪些?車刀片的形狀種類繁多,在選擇時不知何從下手,請問有沒有好的選型方法?

刀片的代號意義

標準的刀片名稱都是由英文字母和一些數字組成,每一個字母或數字都表示了相應的參數指標。



選擇條件

刀片形狀

R圓形

S型90°

W型80°


C型80°


T型60°


D型55°

V型35°

切刃強度


仿形加工

被削材硬度

切削功率

振動趨勢


刀尖圓弧半徑R的作用6、刀片的刀尖圓弧半徑R對加工的影響有哪些?平時在選擇刀片時經常會為了確定用多大的刀尖R角而煩惱,到底刀尖R角的大小對加工有些什么影響呢?

刀尖圓弧半徑R對刀尖的強度及加工表面光潔度的影響比較大,根據r的大小選擇合適的R。

刀尖圓弧半徑R的影響

◇圓弧半徑大,加工表面精度會提高,表面粗糙度下降。

◇圓弧半徑大,切削刃的強度加強,不易崩刃。◇圓弧半徑大,刀片前刀面和后刀面的磨損將減少。◇圓弧半徑過大,加工中的切削力會增加,容易產生振動,反而會影響加工面的精度。◇圓弧半徑過大,切屑的處理性能會變差。

使用的選擇

小圓弧半徑

大圓弧半徑

加工細小軸

加工直徑大的工件

加工余量小的精加工

粗加工,斷續加工

剛性差的機床設備

剛性好的機床設備

7、刀片的涂層有CVD和PVD兩種,兩者的區別是什么?我們經常看到同一型號的刀片有對應加工不同材料的涂層類型,請問它們區別在哪里?

涂層的作用


1.增加刀具耐磨性,延長刀具壽命。
2.提高刀具表面抗氧化溫度,提高加工效率。
3.提高刀具摩擦系數,改善工件表面光潔度。
涂層的種類


現在最常用的涂層有兩種:

1.CVD(化學氣相沉積法)

涂層名稱

MC1020,MC1030
MC1063,MCP3010

2.PVD (物理氣相沉積法)


MT1020Z,MZ2033
MZ2031,MZ3035

CVD涂層和PVD涂層的使用區分

<CVD涂層>
?刀尖溫度高的加工
?高速加工 高進給加工 高切深加工
?加工量大的加工
?連續加工有效,車刀片使用居多

<PVD涂層>
?精加工精度高的加工
?加工易熔敷需要鋒利刀刃的工件
?微小加工 低進給加工
?斷續加工有效,銑刀片使用較多

8、刀片斷屑槽的作用是什么?在刀片表面有各種各樣的花紋圖案,在選用時讓人迷惑,不知這些在加工中的作用是什么,該如何選擇?

選用斷屑槽刀片的原因

機加工時切屑容易纏繞在刀具和工件上,引起刀具的破損和加工面的損傷,特別是在CNC等自動化的機床上,對切屑的處理就更為重要。
※切屑處理的必要條件
a)要使斷屑順暢,而且不影響正常的切削。
b)控制切屑的體積,使切屑在處理、保管、搬運時更容易。
c)切屑要在不纏繞工件、車刀或造成附屬裝置(自動送料機等)發生故障的情況下排出。

斷屑槽的斷屑原理

斷屑槽是影響切屑機械強度的重要因素。這是由切屑內側產生的“裂紋”狀態來決定的。
※斷屑槽斷屑的原理
a)盡可能加深切屑內側的“紋路”,不讓切屑自由彎曲,產生具有一定剛性程度的“裂紋”,使斷屑更容易。
b)刀片的斷屑槽部分控制了切屑的流向,使切屑的前端碰到工件或后刀面而斷屑。


斷屑槽的作用

◇切斷切屑,不產生纏繞。
◇控制切屑的流出方向,保持加工面精度。
◇降低切削抵抗,延長刀具壽命。



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