设计与精密加工之车削知识

2018-09-17

三、车削加工

1、车刀柄有负前角和正前角,两者有什么区别?选择车刀时有负前角和正前角之分,在加工时到底该如何使用呢?


负前角和正前角刀柄的性能负前角车刀柄多使用负角刀片。负角刀片有分为两面型和单面型的。单面型因为底部有支撑,所以用于粗加工。两面型经济性好,现在使用最多。
正前角车刀柄多使用正角刀片。因为锋利性好,常用于精加工及小型刀片。


前角

负前角车刀柄

正前角车刀柄

刀具图

区别

多数使用负角刀片

多数使用正角刀片

特点

抗崩刃性大,适用于粗加工等断续加工,切削抵抗大,易产生振动。
因断屑槽不同,可使用单面,也可使用双面。

切削刃锋利,切削力小,适宜精加工。
适合软材料加工。
刀刃单薄,易崩刃。刀片只能单面使用。


余偏角的作用主要影响主切削刃单位长度上的负荷和切削层单位面积切削力。1.增大余偏角,刀尖角增大,刀尖强度提高,适合断续加工。2、车刀余偏角有0°、45°、-5°等,应该如何区分使用?余偏角的角度类型繁多,不知在加工的时候应该如何选择,性能是否有差别?

2.增大余偏角,切削层单位面积切削力增大,切削厚度减小。

余偏角的选择方法


◇切削深度与每刃进给量一定的情况下,余偏角越大,切削层厚度越薄(45度约为0度时的70%),则单位切削刃长度所承受的切削力减小,刀具寿命延长。但切削层厚度过大时,进给分力增加,易造成高频振颤,刀具寿命缩短。
◇机床以及夹具刚性好的情况,可选择大的余偏角。
◇硬的被削材料,选择大余偏角。
◇工件外形复杂的,较适合采用较大的余偏角。


3、镗深孔时如何抑制颤振?镗削深孔时加工面经常产生颤振,让人头疼,请问有解决方法吗?

为什么镗孔加工比较难?

1.加工面视觉观察困难。
2.孔内部极易滞留切屑,无法加工出好的表面。
3.深孔处根本无法看到,孔底位置停止困难,只能借助手柄数字与声音来判断。
4.刀刃的高度调整不当,刀刃以外易碰伤加工面。

颤振产生的原因

镗削深孔时经常会产生颤振的现象,由此导致的结果是:镗削孔表面光洁度变差或变成锥型孔,影响孔的精度,刀具寿命缩短,易崩刃。 产生颤振的主要原因是:1.刀具刚性差 2.切削力大 3.夹持力不足

增强刀具刚性

增强刀具刚性首先可以尽量选用直径大的镗刀杆,其次尽可能缩短刀杆的悬伸量,也可改用硬质合金材质的刀杆来替换钢质的刀杆,或使用带阻尼功能减振功能的镗刀杆。 

减小加工时的切削力

选用小的R角刀片及正前角刀片(切削力小的断屑槽),选用小的余偏角刀杆,减小加工时的切深,降低加工时的进给量等措施。

加强刀杆的夹持力

加强对刀杆的夹持力首先可以增加夹持长度,一般刀杆直径大于25mm的,夹持长度不短于2.5倍的直径,其次可以改变夹持结构来增加夹持力,比如使用衬套等。


4、选择镗刀杆时如何控制最佳的排屑间隙?
内孔镗刀选择有最小加工尺寸,但是在选择时如果太小刀具刚性不够,影响加工。选择大了又会影响排屑间隙,切屑不能正常排出,加工作业中断,加工面刮伤等不良发生,请问有什么好的方法吗?


排屑间隙和刀杆直径

为了增加刀具的刚性,在选择镗刀杆时往往会选择最小加工直径和被加工孔径差不多大小的刀杆。这样刀具刚性是满足了,但是对于排屑可能就会有影响,甚至可能导致切屑排不出去损坏刀片和刀杆,影响被加工孔的精度和表面光洁度。

解决的方法

1.控制切屑流量 精加工时要求切屑流向未加工面,所以要选择正刃倾角的镗刀,如果加工的是盲孔,为使切屑从孔口排出,要使用负的刃倾角。2.保持合适的排屑间隙 排屑间隙一般取切削深度的2~2.5倍。

5、影响刀片形状选择的因素有哪些?车刀片的形状种类繁多,在选择时不知何从下手,请问有没有好的选型方法?

刀片的代号意义

标准的刀片名称都是由英文字母和一些数字组成,每一个字母或数字都表示了相应的参数指标。



选择条件

刀片形状

R圆形

S型90°

W型80°


C型80°


T型60°


D型55°

V型35°

切刃强度


仿形加工

被削材硬度

切削功率

振动趋势


刀尖圆弧半径R的作用6、刀片的刀尖圆弧半径R对加工的影响有哪些?平时在选择刀片时经常会为了确定用多大的刀尖R角而烦恼,到底刀尖R角的大小对加工有些什么影响呢?

刀尖圆弧半径R对刀尖的强度及加工表面光洁度的影响比较大,根据r的大小选择合适的R。

刀尖圆弧半径R的影响

◇圆弧半径大,加工表面精度会提高,表面粗糙度下降。

◇圆弧半径大,切削刃的强度加强,不易崩刃。◇圆弧半径大,刀片前刀面和后刀面的磨损将减少。◇圆弧半径过大,加工中的切削力会增加,容易产生振动,反而会影响加工面的精度。◇圆弧半径过大,切屑的处理性能会变差。

使用的选择

小圆弧半径

大圆弧半径

加工细小轴

加工直径大的工件

加工余量小的精加工

粗加工,断续加工

刚性差的机床设备

刚性好的机床设备

7、刀片的涂层有CVD和PVD两种,两者的区别是什么?我们经常看到同一型号的刀片有对应加工不同材料的涂层类型,请问它们区别在哪里?

涂层的作用


1.增加刀具耐磨性,延长刀具寿命。
2.提高刀具表面抗氧化温度,提高加工效率。
3.提高刀具摩擦系数,改善工件表面光洁度。
涂层的种类


现在最常用的涂层有两种:

1.CVD(化学气相沉积法)

涂层名称

MC1020,MC1030
MC1063,MCP3010

2.PVD (物理气相沉积法)


MT1020Z,MZ2033
MZ2031,MZ3035

CVD涂层和PVD涂层的使用区分

<CVD涂层>
刀尖温度高的加工
高速加工 高进给加工 高切深加工
加工量大的加工
连续加工有效,车刀片使用居多

<PVD涂层>
精加工精度高的加工
加工易熔敷需要锋利刀刃的工件
微小加工 低进给加工
断续加工有效,铣刀片使用较多

8、刀片断屑槽的作用是什么?在刀片表面有各种各样的花纹图案,在选用时让人迷惑,不知这些在加工中的作用是什么,该如何选择?

选用断屑槽刀片的原因

机加工时切屑容易缠绕在刀具和工件上,引起刀具的破损和加工面的损伤,特别是在CNC等自动化的机床上,对切屑的处理就更为重要。
※切屑处理的必要条件
a)要使断屑顺畅,而且不影响正常的切削。
b)控制切屑的体积,使切屑在处理、保管、搬运时更容易。
c)切屑要在不缠绕工件、车刀或造成附属装置(自动送料机等)发生故障的情况下排出。

断屑槽的断屑原理

断屑槽是影响切屑机械强度的重要因素。这是由切屑内侧产生的“裂纹”状态来决定的。
※断屑槽断屑的原理
a)尽可能加深切屑内侧的“纹路”,不让切屑自由弯曲,产生具有一定刚性程度的“裂纹”,使断屑更容易。
b)刀片的断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断屑。


断屑槽的作用

◇切断切屑,不产生缠绕。
◇控制切屑的流出方向,保持加工面精度。
◇降低切削抵抗,延长刀具寿命。



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