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切断刀操作的技术要求
日期:2007-8-18 22:38:44 人气:109     [ ]
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     在现代金属加工中,在具有复杂棒料进给机构的自动化设备或最先进的CNC机床上可以进行切断加工。但如果切断刀片的硬质合金牌号选择不当,可能会导致停工、刀具损坏、刮削工件,甚至破坏机床。
     为获得理想的切断效果,需要详细了解切断机理。其中的许多变量必须加以考虑:(1)工件材料和形状;(2)机床;(3)与零件中心轴线相关的切削刃;(4)刀片和断屑器的类型;(5)硬质合金牌号和涂层;(6)影响刀具寿命的其他切削条件。本文主要讨论前三个变量。
     1.工件材料和形状
     为简化问题,这里讨论三种最普通的工件形状——实心、空心和要求断续切削的不规则形状(如方型和六角型材料和壁厚不一致的空心材料)。
     材料一般分为7种类型,为简化问题,这里分为三类。

     * 第一类为要求使用锋利的正前角切削刃进行切削的材料。它包括高温合金、钛合金、铝材、塑料和其他非铁金属以及奥氏体不锈钢。锋利的切削刃能防止这些材料的工作硬化。例如,锋利的切削刃允许使用高的切削速度和进给量,并能整齐地切断硅铝合金而不会留下卷边。同样它也适合于大多数非金属材料(如塑料、尼龙和其他软的免于加工的材料)。
     * 第二类为要求使用零前角或负前角切削刃进行切削的材料。它包括标准的碳钢、合金钢和铸铁。零前角或负前角可以增加切削刃的强度,并允许采用更大的进给速度以及防止断续切削时切削刃的破坏。对于大多数产生连续长切屑的材料,应采用这种零前角或负前角的刀具,它也是工业生产中最经常使用的类型。
     * 第三类包括那些要求使用带断屑器的刀具进行加工的材料,断屑器的类型将在后面讨论。这些材料在正常的切削速度和进给率条件下,将产生丝状的长切屑,如轴承工业中使用的52100#钢和其他高等级钢。

     机床在加工时通常要求使用断屑器。当用低的额定进给速度加工软的低碳钢和合金钢时,通常会产生不希望出现的长切屑,因此要求操作者经常停机来清除切屑。这样将降低生产率并危及操作者,因为这些切屑是非常锋利的。采用非常低的切削速度加工一些种类的高温合金时,也会产生同样的问题。
     当选择切断刀片时,刀片的几何角度可采用与车削甚至铣削用刀片相同的角度。通常如果用大正前角车削或铣削刀片加工一种材料,当进行切断操作时,可选择相同的几何角度。
     2.机床
     有效切断操作的关键是能够控制切削速度和进给率。两者正确的组合将延长刀具寿命,保持加工尺寸的稳定性以及有效控制切屑。所用的机床(其型式和特征)在很大程度上决定了使用者能在多大程度上控制切削参数。
     这里机床被分为两类:CNC和非CNC机床。自动化设备是大批量生产最常用的形式。在使用切断刀具时,这可能将产生一些重要的问题。
     当一把刀具以最低的进给速度正常工作时,这时可确定机床所能采用的最大转速。由于在自动化生产中,一些刀具在几个不同的位置同时进行切削,因此在加工中对切削速度和进给率几乎不能调节。例如,一支高速钢麻花钻或成形工具在其中的一个位置工作时,它的最优切削速度将决定所有别的刀具的切削速度,这个速度对于大多数硬质合金刀具来说太低。新型自动化设备允许操作者更多地控制进给速度。有些CNC型自动化设备几乎可对整个切削循环给予完全的控制。
     被使用的机床将决定硬质合金刀片的牌号、断屑器和切削刃型式。对于传统的自动化设备来说,需要选择韧性较好的硬质合金牌号。低于正常切削速度的硬质合金刀具将在这些设备上进行试验。
     超微细硬质合金牌号已大大改进了自动化设备用切断刀具的性能。它们既有与高速钢同样的强度,又具有与硬质合金同样好的耐磨性。
     另外一种可进行切断操作的机床是CNC车床。它通常装备了以大批量生产为目的的棒料进给机构或类似的装置。这种机床有许多优点,其中最重要的就是在切削循环中,它能对切削速度和进给率实行完全的控制。这样就可使用切削速度高的硬质合金刀片高效地工作。但必须注意,切削速度和进给率应在制造商推荐的范围内。
     CNC机床易于编程和改变以适应加工不同零件的需要。因此,它们是较短行程切断操作的优选类型,其良好的调节切削速度和进给率的能力也有助于控制切屑和增加刀具寿命的一致性。
     3.正确的安装
     当使用硬质合金进行切断操作时,正确安装刀具是非常重要的。如果切削刃和工件接触位置不正确,刀具可能崩刃或者损坏工件,有时甚至损坏机床。
     两个最普遍的问题就是切断刀具不垂直于工件或切削刃相对于工件中心轴线安装得太高或太低,它们对刀具寿命、切屑控制和是否能保持垂直和平稳的切断将产生较大的影响,也将导致在加工完的零件表面上留有凸、凹表面。如果这些问题非常严重,刀具将会失效。
     为保证刀具垂直于工件,操作者应遵守一个简单的安装过程。首先仔细清洁锁紧区域并将切断工具安装在六角转塔上。然后用一指示表测量长度为100mm的行程上的刀具偏差,该偏差不应超过1mm。
     通常检测刀具是否垂直的一个方法是检查产生的切屑。如果工件产生的切屑以长丝状流向一侧,这可能是刀具安装不正确。另一现象是切断刀片圆角处的提前磨损,这表明刀片的一面比另一面承受着更多的压力。
     如果加工中刀具性能或生产的零件质量发生变化,请遵循前面提到的安装步骤。有时刀具一点轻微的碰撞也会引起偏差。因此,在安装后尽早检查切断工具的切削条件是一个好的办法,这样做可有助于识别和防止严重的刀具失效。
     在切断刀具安装中,另外一个主要考虑的问题是切削刃相对于工件轴线的位置。刀片安装不正确将引起一系列问题,其中最常见的是刀具提前磨损和突然失效、差的切屑形式、差的侧面粗糙度和振动。由于有时查明切削刃的实际位置很困难,因此这些问题将进一步恶化。在老式的手动和自动机床上,这些现象更是经常发生。

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出处:本站原创 作者:佚名
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