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切削加工中如何改善刀具剛性問題?
發布時間:2014-05-29 瀏覽:

金屬切削加工中,剛性是個不可避免的問題;因為工件剛性弱,導致變形;因為刀具剛性弱,導致崩刃;因為機床剛性弱,導致振動等等一系列問題;

       把整個切削過程視為一個系統的話,這個系統中,機床剛性,夾具剛性,工件剛性為一方面。而刀具剛性則為另一方。雙方必須要維持一個平衡,那么這個系統才會穩定。如果一方不平衡,則系統穩定性就被打破,就會導致異常。好比拔河,一方力大,另一方也要力大。一方力小,另一方也要力小。這樣才能維持一定的平衡。

       一.機床(夾具,工件)剛性差,表現為變形與振動(及工件有振紋)。那么在不能更換設備及夾具的前提下。我們可以調整刀具及切削參數來降低刀具的剛性(增加的刀桿的剛性,降低的刀片的剛性;因參與切屑是刀片而非要刀桿)。以平衡系統剛性。比如:
       1)盡可能縮短刀具懸伸。
       2)盡可能使用大直徑刀具,超過一定L/D考慮使用硬質合金等防震刀桿
       3)使用正前角刀片
       4)使用疏齒刀具
       5)減小刀尖R。
       6)調整切削速度、切深、進給。
       7)改變刀具主偏角。
       8)使用鋒利槽型的刀片。
       實例:小機床干大活;簡易夾具;薄壁件,細長軸,深孔件等等。

比如工件剛性差就應該相應的減少刀具剛性,具體問題具體分析,比如銑床加工薄板,就是要著減少刀具對薄板的軸向力,增大對薄板的縱向力,與刀具剛性相關性不大。因為刀具剛性受很多因素影響。

       

       二.刀具剛性差。刀具剛性差(指抵抗變形的能力,如玻璃剛性好,但韌性差,韌性應該指剛性好,塑性也好,不會脆斷,就是對應的抗沖擊能力)有以下兩種形式。
       其一為易崩刃。這個時候,我們還是不能更換設備和夾具。所以,依然只能通過調整刀具及切削參數來平衡。比如:
       1)使用負前角刀片。
       2)使用大一號的刀片。
       3)加大刀尖R。
       4)改用槽型強壯的刀片。
       5)調整切削速度、切深、進給。
       6)改變刀具主偏角。
       7)增加刀具的齒數。
       8)使用密齒刀具。(必須考慮排屑)等等
       實例:小刀片大工件粗加工。
       其二為振刀(工件有振紋)。這點可以參照第一點調整。

       綜上所述,剛性是金屬切削加工中一個不可忽視的重點。不僅影響產品質量,還影響加工效率及加工成本。使用好設備+液壓夾具固然能解決一方的剛性,但是亦要與刀具的剛性匹配才能發揮系統的最大功能。當刀具成了剛性差的一方,也會給加工造成不小的麻煩。而且,用上好設備+好夾具的畢竟不是大多數。所以,如何平衡系統剛性才會顯得尤為重要。

補充:機床主軸的動剛性,工件的抗震,在實際生產中并不全由改變刀具來解決的,出現剛性問題的大工件占很大比重,小工件與小機床一般極少涉及,然而大工件的裝夾問題顯然也是解決剛性的又一重要因素,而機床剛性出現問題,一般只能避讓,無法更改。
      而工件剛性問題確實是實際工作中的關鍵問題所在,解決這個問題屬刀具的一部分,并非一定是決定部分;還需考慮刀具裝夾問題,既要裝夾牢固,墊平(你能墊越平,加工后活就越好),還要掌握力度和方法,避免裝夾變形則需要有豐富的經驗。

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