论文部分内容阅读
0.概述
由于各种机械对其结构材料的使用性能要求越来越高,而且各种新型材料的不断出现,这对刀具加工提出了新的要求,尤其断屑性能等,特别是加工中心、数控机床、自动化生产线的加工,以及重型高效率切削等都要求刀具有稳定良好的断屑性能。
机夹可转位刀具是目前推广应用的一种新型刀具,它不但能满足机床对各种金属材料加工的需要,而且能基本上满足断屑需要,因为可转位刀片可压制成各种不同规格的标准断屑槽,只要根据所加工材料的性能,来选择适当种类和规格的断屑槽,再调整机床的切削参数和刀具参数,就能达到断屑的要求。
1.可转位刀具的断屑结构特点
在GB2076-1980中规定了可转位刀片断屑槽形代号,是用一个字母表示断屑槽的宽度,国内外先后出现了许多形式的断屑槽,我国目前普遍采用的有14种断屑槽;H、J型槽为通槽;V、M、W、P、G、O型为封闭槽形。下面简介这14种断屑槽的特点:
(1)A、H、C型三种槽形特点是前后等宽,断屑范围比较窄,根据刀片的规格,目前生产的槽宽有2、3、4、5、6、8、10等几种宽度,主要用于切削用量变化不大的外圆切削,它们的区别是A、C是半槽,但C型槽带正刃倾角,切削比较轻快;H型槽为通槽,主要用于四边形刀片上,可进行切削量较大的切削。
(2)Y、J、U三种槽形特点是前宽后窄,排屑流畅,断屑范围广;而J、U都带正刃倾角,切削轻快,U一般用于大切削量的切削。
(3)K型槽的特点是前窄后宽,随切削深度变大而变宽,切削屑变形较复杂,断屑范围大,断屑效果好,主要用于断屑比较难的材料切削。
(4)D型槽是沿切削刃有一排半圆形小凹坑,断屑效果好,主要用于孔切削。
(5)O型槽的特点是在刀尖处有一个圆形小凹坑,主要适用于外圆精车和半精车,能获得稳定的断屑,但不用于精加工和走刀量太大的场合。
(6)V、M、W、G、P五种型槽的特点是,它们都是封闭槽型,刀尖强度好,P型无断屑槽,主要用铸铁加工;V型槽有一级断屑槽,加工范围广,断屑好;M、W型分别有二级和三级断屑槽,断屑范围宽,但切削抗力大,适用于切削深度变化较大和切削用量变化范围大的加工,一般用在工件刚性好的仿形车和自动车床;P型槽是国外引进的一种新槽形,其断屑效果好,切屑力不大,排屑方向也很理想。
2.理论分析
从理论上讲,金属切削过程中,切屑是否容易折断,主要由工件材料的性能和切屑的变形这两个方面因素所决定的,第一个因素材料的性能,如果工件材料的强度越高延伸率越大,冲击韧性越好,切削时切屑就越不容易折断,例如:切削高韧性合金钢、不锈钢、紫铜等材料时比切削碳素钢时更难断屑,第二因素切削的变形,它是由两个部分组成,第一部分为基本变形,是刀具切削时不受任何阴力自然弯曲的变形,第二部分为附加变形,就是切屑在流动和卷曲过程中所受的变形,也就是改变切屑流动方向使之卷曲,影响基本变形的主要因素为刀具前角、负倒棱、切削速度、刀具的主偏角,但在一般情况下切削过程中基本变形还不能达到断屑的目的,必须增加一个附加变形才能达到断屑的目的,迫使切屑经受附加变形最简单的方法,就是在刀片上压制出或磨出一定形状的断屑槽,以及增加一个断屑器,使切屑流入断屑槽或碰到断屑器后受到弯曲变形,当切屑受到附 弯曲变形后进一步硬化和脆化,使切屑就很容易被折断。
3.提高断屑性能途径
断屑问题主要体现在车削加工中,可转位车刀片在使用中如何选择断屑槽形和槽宽,才能在切削加工中达到断屑呢?一般是根据使用车床型号的大小,来确定可转位车刀片的型号,对于普通碳素钢和合金钢的切削加工,目前国内普遍使用有A、H、C、Y、V五种槽形,其中重车重切削一般用H、V、Y槽形,精车精切削一般用A、C、V槽形,而断屑槽的宽度(wn)要与进给量和切削深度有一定的关系,如果进给量给定的屑槽的宽度(wn)的变化对切屑卷和变形影响很大,当wn适当时,切屑变形后断屑,当wn过大时,切削弯曲半径小,变形大,使切屑形成崩碎小片,易在切削过程中产生振动,另外wn与切削深度也要相适庆,当切削深度大而wn小时,切屑比较宽窄流动较自由变形不够充分也不易断屑,所以断屑槽的宽度wn,要根据切削参数来选择,对于高韧性材料切削加工,要想满足断屑的要求,须从以下三个方面考虑:
(1)刀片选择,要选用断屑效果好的槽形,如:K、V、M、W槽形,在工件刚性允许下,尽量使用断屑槽宽度小的刀片。
(2)切削参数,在切削用量没要求的情况下,降低切削速度,增大走刀量。
增大刀具的主偏角,最好采用90。角的刀具。
4.可转位刀片断屑槽的发展与展望
可转位刀片的发展起源于断屑技术的研究,而可转位刀片的结构特征及使用特征,为在同一刀片不同切削刃制作断屑性能一致的、统一的槽形提供了基本条件,从而加速了断屑技术规范划化及断屑槽型的设计,开发与应用,断屑可靠性在机夹刀具上得到了较好的解决,它不但对通用机床上操作安全性得到了提高,而对柔性自动化切削发展起到了进步作用。
目前国内引进了国外不少厂家的机夹刀片,如:三特维克、肯大、森拉天时等公司的,它们的可转位刀与形状多样,在断屑槽上变化多样,更加丰富,由于他们可转位刀片制造水平比较高,可根据需要制造出各种槽形的断屑槽,目前大约有几十种以上,这些槽形的刀片更适用数控机床、加工中心等柔性机床自动化机械加工。
我国刀片厂家,如株洲、自贡等,也根据市场的需求引进了不少国外公司可转位刀片,刀片形状,断屑槽都相同,但刀片的牌号是自己厂家的牌号,这样更加丰富了我国可转位刀片的市场及对断屑的要求。
随着我国经济的不断发展及对机械行业加工的要求,对工件的精度要求越来越高,将对机夹可转位刀片的断屑槽要求也不断的提高,所以可转位刀片的断屑槽也不断的创新发展。
5.结论
机夹可转位车刀具做为一种新型推广应用的刀具,在切削加工中起到重要的作用,特别是在断屑方面,显示出它的优越性,因为可转位车刀片有多种断屑槽供选择使用,而且断屑槽是压制成标准型的,所以断屑效果不会改变,排屑方向一致,由于它的断屑效果好,不但在普通机床使用,而在加工中心,数控机床、自动化生产线上都在使用。
今后还会有许多断屑范围广,断屑效果好,切削轻快的新型断屑槽出现,相信机夹可转位车刀具在切削加工和断屑方面将起到重要的作用。 [科]
由于各种机械对其结构材料的使用性能要求越来越高,而且各种新型材料的不断出现,这对刀具加工提出了新的要求,尤其断屑性能等,特别是加工中心、数控机床、自动化生产线的加工,以及重型高效率切削等都要求刀具有稳定良好的断屑性能。
机夹可转位刀具是目前推广应用的一种新型刀具,它不但能满足机床对各种金属材料加工的需要,而且能基本上满足断屑需要,因为可转位刀片可压制成各种不同规格的标准断屑槽,只要根据所加工材料的性能,来选择适当种类和规格的断屑槽,再调整机床的切削参数和刀具参数,就能达到断屑的要求。
1.可转位刀具的断屑结构特点
在GB2076-1980中规定了可转位刀片断屑槽形代号,是用一个字母表示断屑槽的宽度,国内外先后出现了许多形式的断屑槽,我国目前普遍采用的有14种断屑槽;H、J型槽为通槽;V、M、W、P、G、O型为封闭槽形。下面简介这14种断屑槽的特点:
(1)A、H、C型三种槽形特点是前后等宽,断屑范围比较窄,根据刀片的规格,目前生产的槽宽有2、3、4、5、6、8、10等几种宽度,主要用于切削用量变化不大的外圆切削,它们的区别是A、C是半槽,但C型槽带正刃倾角,切削比较轻快;H型槽为通槽,主要用于四边形刀片上,可进行切削量较大的切削。
(2)Y、J、U三种槽形特点是前宽后窄,排屑流畅,断屑范围广;而J、U都带正刃倾角,切削轻快,U一般用于大切削量的切削。
(3)K型槽的特点是前窄后宽,随切削深度变大而变宽,切削屑变形较复杂,断屑范围大,断屑效果好,主要用于断屑比较难的材料切削。
(4)D型槽是沿切削刃有一排半圆形小凹坑,断屑效果好,主要用于孔切削。
(5)O型槽的特点是在刀尖处有一个圆形小凹坑,主要适用于外圆精车和半精车,能获得稳定的断屑,但不用于精加工和走刀量太大的场合。
(6)V、M、W、G、P五种型槽的特点是,它们都是封闭槽型,刀尖强度好,P型无断屑槽,主要用铸铁加工;V型槽有一级断屑槽,加工范围广,断屑好;M、W型分别有二级和三级断屑槽,断屑范围宽,但切削抗力大,适用于切削深度变化较大和切削用量变化范围大的加工,一般用在工件刚性好的仿形车和自动车床;P型槽是国外引进的一种新槽形,其断屑效果好,切屑力不大,排屑方向也很理想。
2.理论分析
从理论上讲,金属切削过程中,切屑是否容易折断,主要由工件材料的性能和切屑的变形这两个方面因素所决定的,第一个因素材料的性能,如果工件材料的强度越高延伸率越大,冲击韧性越好,切削时切屑就越不容易折断,例如:切削高韧性合金钢、不锈钢、紫铜等材料时比切削碳素钢时更难断屑,第二因素切削的变形,它是由两个部分组成,第一部分为基本变形,是刀具切削时不受任何阴力自然弯曲的变形,第二部分为附加变形,就是切屑在流动和卷曲过程中所受的变形,也就是改变切屑流动方向使之卷曲,影响基本变形的主要因素为刀具前角、负倒棱、切削速度、刀具的主偏角,但在一般情况下切削过程中基本变形还不能达到断屑的目的,必须增加一个附加变形才能达到断屑的目的,迫使切屑经受附加变形最简单的方法,就是在刀片上压制出或磨出一定形状的断屑槽,以及增加一个断屑器,使切屑流入断屑槽或碰到断屑器后受到弯曲变形,当切屑受到附 弯曲变形后进一步硬化和脆化,使切屑就很容易被折断。
3.提高断屑性能途径
断屑问题主要体现在车削加工中,可转位车刀片在使用中如何选择断屑槽形和槽宽,才能在切削加工中达到断屑呢?一般是根据使用车床型号的大小,来确定可转位车刀片的型号,对于普通碳素钢和合金钢的切削加工,目前国内普遍使用有A、H、C、Y、V五种槽形,其中重车重切削一般用H、V、Y槽形,精车精切削一般用A、C、V槽形,而断屑槽的宽度(wn)要与进给量和切削深度有一定的关系,如果进给量给定的屑槽的宽度(wn)的变化对切屑卷和变形影响很大,当wn适当时,切屑变形后断屑,当wn过大时,切削弯曲半径小,变形大,使切屑形成崩碎小片,易在切削过程中产生振动,另外wn与切削深度也要相适庆,当切削深度大而wn小时,切屑比较宽窄流动较自由变形不够充分也不易断屑,所以断屑槽的宽度wn,要根据切削参数来选择,对于高韧性材料切削加工,要想满足断屑的要求,须从以下三个方面考虑:
(1)刀片选择,要选用断屑效果好的槽形,如:K、V、M、W槽形,在工件刚性允许下,尽量使用断屑槽宽度小的刀片。
(2)切削参数,在切削用量没要求的情况下,降低切削速度,增大走刀量。
增大刀具的主偏角,最好采用90。角的刀具。
4.可转位刀片断屑槽的发展与展望
可转位刀片的发展起源于断屑技术的研究,而可转位刀片的结构特征及使用特征,为在同一刀片不同切削刃制作断屑性能一致的、统一的槽形提供了基本条件,从而加速了断屑技术规范划化及断屑槽型的设计,开发与应用,断屑可靠性在机夹刀具上得到了较好的解决,它不但对通用机床上操作安全性得到了提高,而对柔性自动化切削发展起到了进步作用。
目前国内引进了国外不少厂家的机夹刀片,如:三特维克、肯大、森拉天时等公司的,它们的可转位刀与形状多样,在断屑槽上变化多样,更加丰富,由于他们可转位刀片制造水平比较高,可根据需要制造出各种槽形的断屑槽,目前大约有几十种以上,这些槽形的刀片更适用数控机床、加工中心等柔性机床自动化机械加工。
我国刀片厂家,如株洲、自贡等,也根据市场的需求引进了不少国外公司可转位刀片,刀片形状,断屑槽都相同,但刀片的牌号是自己厂家的牌号,这样更加丰富了我国可转位刀片的市场及对断屑的要求。
随着我国经济的不断发展及对机械行业加工的要求,对工件的精度要求越来越高,将对机夹可转位刀片的断屑槽要求也不断的提高,所以可转位刀片的断屑槽也不断的创新发展。
5.结论
机夹可转位车刀具做为一种新型推广应用的刀具,在切削加工中起到重要的作用,特别是在断屑方面,显示出它的优越性,因为可转位车刀片有多种断屑槽供选择使用,而且断屑槽是压制成标准型的,所以断屑效果不会改变,排屑方向一致,由于它的断屑效果好,不但在普通机床使用,而在加工中心,数控机床、自动化生产线上都在使用。
今后还会有许多断屑范围广,断屑效果好,切削轻快的新型断屑槽出现,相信机夹可转位车刀具在切削加工和断屑方面将起到重要的作用。 [科]