車刀材料的選擇

車刀材料的選擇

刀桿兩部分組成，刀桿一般是用碳素結(jié)構(gòu)鋼制成。由于刀頭擔(dān)任切削作業(yè)，因此刀頭資料有必要具有下列根本功能：

      1）冷硬性。車刀在常溫時具有較高的硬度，即車刀的耐磨性。

      2）紅硬性。車刀在高溫下保持切削所需的硬度，該溫度的蕞高值稱為'紅熱硬度'。

      3）耐性。車刀切削部分接受轟動和沖擊負荷所具有的強度和硬度。

      車刀資料的以上三種功能是彼此聯(lián)絡(luò)、彼此制約的，在具體選用時，要根據(jù)工件資料的功能和切削要求分析選用，同時還要結(jié)合車刀資料在價格、工藝功能方面加以考慮，以便于以較低的本錢加工、刃磨和焊接制作車刀。

      目前用來作車刀切削部分的資料主要有高速鋼、硬質(zhì)合金和非金屬資料，碳素東西鋼、合金東西鋼多用作鉆頭、絲錐等東西，用作車刀的較少?，F(xiàn)別離介紹作車刀刀頭的兩種主要資料：高速鋼及硬質(zhì)合金。

一、高速鋼

      高速鋼是一種含鎢、鉻、釩較多的合金鋼，又叫鋒鋼、風(fēng)鋼或白鋼。常用的有Wl8Cr4V及W9Cr4V2兩種牌號。其間用得多的是Wl8Cr4V高速鋼。它們的化學(xué)成分如表4-2所示。

      高速鋼資料分為帶黑皮的高速鋼和表面磨光的高速鋼兩種。前者是未經(jīng)熱處理的高速鋼，后者是經(jīng)熱處理的高速鋼。高速鋼硬度較高，具有必定的紅熱硬性，耐性和加工功能均較好。高速鋼車刀制作簡略，刃磨方便，容易磨得鋒利。由于高速鋼耐性好，常用于加工一些沖擊性較大、形狀不規(guī)則的零件，它也常用于制作精車刀，但因紅硬性不如硬質(zhì)合金，故不宜用于高速切削。

二、硬質(zhì)合金

      硬質(zhì)合金是由難熔資料的碳化鎢、碳化鐵和鈷的粉末在高壓下成形，經(jīng)l350～1560'（2高溫?zé)Y(jié)而成的資料，具有極高的硬度，僅次于陶瓷和金剛石。硬質(zhì)合金的紅硬性很好，在1000℃左右仍能保持杰出切削功能；具有較高的運用強度，其抗彎強度可高達1000--1700MPa，但脆性大、耐性差、怕震，以上這些缺點可通過刃磨合理的角度加以克服，因此，硬質(zhì)合金現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用。

車刀的蕞佳角度

一、車刀切削部分的組成

車刀切削部分由前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖組成?！?三面二刃一刀尖

1）前刀面 刀具上切屑流過的外表。

2）主后刀面 刀具上與工件上的加工外表相對著而且彼此作用的外表，稱為主后刀面。

3）副后刀面 刀具上與工件上的已加工外表相對著而且彼此作用的外表，稱為副后刀面。

4）主切削刃 刀具的前刀面與主后刀面的交線稱為主切削刃。

5）副切削刃 刀具的前刀面與副后刀面的交線稱為副切削刃。

6）刀尖 主切削刃與副切削刃的交點稱為刀尖。刀尖實踐是一小段曲線或直線，稱修圓刀尖和倒角刀尖。

二、測量車刀切削角度的輔佐平面

為了確定和測量車刀的幾許角度，需求選取三個輔佐平面作為基準(zhǔn)，這三個輔佐平面是切削平面、基面和正交平面。

1）切削平面——切于主切削刃某一選定點并筆直于刀桿底平面的平面。

2）基面——過主切削刃的某一選定點并平行于刀桿底面的平面。

3）正交平面——筆直于切削平面又筆直于基面的平面。

可見這三個坐標(biāo)平面彼此筆直，構(gòu)成一個空間直角坐標(biāo)系。

三、車刀的主要幾許角度及挑選

3.1前角(γ0 )挑選的準(zhǔn)則

前角的巨細主要解決刀頭的鞏固性與鋒利性的矛盾。因而首要要根據(jù)加工資料的硬度來挑選前角。加工資料的硬度高，前角取小值，反之取大值。其次要根據(jù)加工性質(zhì)來考慮前角的巨細，粗加工時前角要取小值，精加工時前角應(yīng)取大值。前角一般在-5°～25°之間選取。

一般，制造車刀時并沒有預(yù)先制出前角（γ0），而是靠在車刀上刃磨出排屑槽來取得前角的。排屑槽也叫斷屑槽，它的作用大了去了折斷切屑，不發(fā)生纏繞； 操控切屑的流出方向，保持已加工外表的精度；降低切削抗力，延常刀具壽命。

3.2 后角(α0 )挑選的準(zhǔn)則

首要考慮加工性質(zhì)。精加工時，后角取大值，粗加工時，后角取小值。其次考慮加工資料的硬度，加工資料硬度高，主后角取小值，以增強刀頭的鞏固性；反之，后角應(yīng)取小值。后角不能為零度或負值，一般在6°～12°之間選取。

3.3 主偏角(Kr )的選用準(zhǔn)則

首要考慮車床、夾具和刀具組成的車削 工藝系統(tǒng)的剛性，如系統(tǒng)剛性好，主偏角應(yīng)取小值，這樣有利于進步車刀使用壽命、改進散熱條件及外表粗造度。其次要考慮加工工件的幾許形狀，當(dāng)加工臺階時，主偏角應(yīng)取90°，加工中心切入的工件，主偏角一般取60°。主偏角一般在30°～90°之間，常用的是45°、75 °、90°。

3.4 副偏角(Kr′)的挑選準(zhǔn)則

首要考慮車刀、工件和夾具有滿足的剛性，才能減小副偏角；反之，應(yīng)取大值；其次，考慮加工性質(zhì)，精加工時，副偏角可取10°～15°，粗加工時，副偏角可取5°左右。

3.5 刃傾角(λS)的挑選準(zhǔn)則

主要看加工性質(zhì)，粗加工時，工件對車刀沖擊大， 取λS ≤ 0°，精加工時，工件對車刀沖擊力小， 取λS≥0°；一般取λS=0°。刃傾角一般在-10°～5°之間選取。

合理選擇與數(shù)控機床匹配的刀具

數(shù)控車床是一種、率的主動化機床裝備多工位刀塔或動力刀塔，具有廣泛的加工工藝性能，可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋、槽、蝸桿等雜亂工件，具有直線插補、圓弧插補各種補償功用，并能在批量出產(chǎn)中發(fā)揮杰出的作用。它集通用性好的全能型車床、加工精度高的精密型車床和加工的專用型一般車床的特色于一身，能很好地滿意企業(yè)進步產(chǎn)品質(zhì)量、下降出產(chǎn)本錢、進步經(jīng)濟效益的要求。所以數(shù)控車床是國內(nèi)運用量蕞大、覆蓋面廣的一種機床。在數(shù)控車床加工中，產(chǎn)品質(zhì)量和勞動出產(chǎn)率在很大程度上遭到刀具的限制，盡管其車刀的切削原理與一般車床根本相同，可是如何依據(jù)加工零件的實際情況，合理選擇和運用與數(shù)控車床匹配的刀具，是充分發(fā)揮數(shù)控車床功用和優(yōu)勢、確保加工精度、進步勞動效率以及操控加工本錢的關(guān)鍵。

1.零件剖析

 客戶要求加工的產(chǎn)品是輪軸蓋（見圖1），外形A、B兩處現(xiàn)已加工好，內(nèi)孔粗加工至90mm，產(chǎn)品的精度要求不是很高，形狀也不太雜亂，但批量較大（每月8 000件）。材料為灰鑄鐵HT200，毛坯直徑150mm，長40mm。技能要求：未注倒角為1×45°，未注公役按GB/T

1804―2000中m級加工。設(shè)備是用廣州機床廠的GSK980T經(jīng)濟型數(shù)控車床，共6臺。

2.原加工中存在的問題

 原出產(chǎn)加工選用兩把焊接式合金車刀，分別進行粗車、精車外圓、端面、內(nèi)孔的加工。焊接式合金刀易磨損，一般適合于粗車，輪軸蓋零件用的材料是鑄鐵，表皮較硬，刀具易磨損。刃磨精度得不到確保，且占用時刻長，還會使被加工輪軸蓋零件的外表精度大大下降。換刀需求整刀換，添加了刀具本錢。GSK98T刀架不能按加工要求主動裝、卸刀，需求人工換刀。因定位銷釘受力不均勻等原因，螺紋也簡單損壞，并且是用兩把刀，精度得不到確保，費時較多。加工過程中需求頻頻旋轉(zhuǎn)刀架換刀，導(dǎo)致刀架很簡單磨損，定位精度出現(xiàn)差錯，還簡單出現(xiàn)毛?。ň鶆?天一臺）。機床廠的修理人員多次上門修理也不能處理問題，造成停產(chǎn)及修理費用添加。由于換刀后需從頭對刀、試車、調(diào)試的輔助時刻添加，且兩把刀加工、刀架主動換刀和空運行行程時刻也較長，對加工效率造成很大的影響。硬質(zhì)合金刀具規(guī)格

3.改善刀具的依據(jù)

 經(jīng)過剖析、研討刀具結(jié)構(gòu)、工藝規(guī)劃、程序編寫等方面問題，以為本來所運用的刀具非常需求改善，具體考慮如下。

（1）選用標(biāo)準(zhǔn)化刀具，改為機夾可轉(zhuǎn)位車刀。由于輪軸蓋是批量出產(chǎn)，數(shù)控車刀應(yīng)選用機夾可轉(zhuǎn)位車刀，原因在于：①精度高。確保刀片重復(fù)定位精度高，便利定位，確保刀尖方位精度，這樣刀尖磨損不需求換整刀而只需換刀片就行。②可靠性高。結(jié)構(gòu)可靠的車刀，選用復(fù)合式夾緊結(jié)構(gòu)以習(xí)慣刀架快速移動和換位以及整個主動切削過程中不會松動。迅速替換不同形式的切削部件，完結(jié)多種切削加工，進步出產(chǎn)效率。③刀具本錢低。由于是批量出產(chǎn)，且刀片可替換，盡管機夾刀可轉(zhuǎn)位刀片貴一些，但刀具的本錢不會添加，反而下降，并且更經(jīng)用。

 （2）優(yōu)化刀具結(jié)構(gòu)。盡可能用少的刀具加工出工件上部分或大部分待加工外表，以減少裝夾差錯，進步加工外表的相互方位精度。在刀的結(jié)構(gòu)上假如能把加工輪軸蓋的兩把刀合并成裝在“一把刀”把上進行加工，則①不旋轉(zhuǎn)刀架。只要“一把刀”在加工，那就不需求旋轉(zhuǎn)刀架，刀架就不會由于磨損而影響精度，更不會引發(fā)停產(chǎn)、修理等問題。②維護定位銷釘?！耙话训丁倍ㄎ恢恍枨笠唤M定位銷釘，并且假如用了標(biāo)準(zhǔn)化刀具，換刀只松、緊刀尖的定位螺絲，不必松、緊刀架的定位銷釘裝、拆刀桿，刀架的定位銷釘不會被損壞。

 （3）若將選用標(biāo)準(zhǔn)化刀具和優(yōu)化刀具結(jié)構(gòu)合二為一，則不會存在占機時刻長的問題。由于：①選用標(biāo)準(zhǔn)化機夾可轉(zhuǎn)位刀具，當(dāng)?shù)镀系囊粋€切削刃磨鈍后，其刀片的裝拆和轉(zhuǎn)位都很便利、快捷，不需刃磨即可用新的切削刃持續(xù)加工，還大大進步了刀桿的利用率。只需快速做簡單的對刀，編制程序時作恰當(dāng)?shù)奶幚砭湍軌蛄?。②選用優(yōu)化刀具結(jié)構(gòu)方案，兩個刀尖相隔必定比本來兩把刀刀尖的距離近，換刀和空運行的時刻大大縮短，再結(jié)合加工工藝、程序編寫，規(guī)劃短的空行、切削進給道路，可有用進步出產(chǎn)效率，下降刀具損耗。

4.改善后的刀具

 自己經(jīng)過以上剖析、研討，依據(jù)現(xiàn)有的認識和加工條件，從刀具結(jié)構(gòu)的規(guī)劃、工藝處理、程序的編制等方面去處理了輪軸蓋零件加工中存在的問題，具體方法如下。

 （1）將兩把機加刀合為一把機夾刀。刀桿經(jīng)熱處理，用螺絲固定刀尖A、B，這樣“一把刀”相同能夠完結(jié)本來兩把刀的工作，并且裝、卸“一把刀”比本來兩把刀省時一半。

 （2）用改善后的刀具加工時無須轉(zhuǎn)化刀架，很好地處理了由于要頻頻旋轉(zhuǎn)刀架換刀所帶來的毛病和修理問題。

 （3）刀具磨損后只需求松開螺絲將不重磨刀片轉(zhuǎn)過恰當(dāng)視點或替換，做簡單的刀補行程修正即可持續(xù)加工，大大進步了效率。

5.加工中的注意事項

 （1）將不重磨刀片A、B用螺絲固定在左、右兩邊，要確保兩刀片尖在同一平面上。

 （2）編寫程序時有必要要以A、B兩個刀尖為兩個獨立刀位點設(shè)兩組刀補（01、02），在轉(zhuǎn)化刀尖執(zhí)行時刀具要離開工件必定距離，避免刀具和工件發(fā)生碰撞。

 （3）刀具每班要轉(zhuǎn)動一次，以確保刀架的鎖緊力。

6.程序的編寫

 編寫的程序及說明如附表所示。

 程序內(nèi)容及說明

程序內(nèi)容 程序說明

O1212     程序名

G00x100Z100 定位到起刀點

T0101M3S200 調(diào)用地一組刀補A號刀尖

G00x150Z0

加工端面

G01X80F80

G00x150Z5 定位到（150，5）

G71U1R0.5 加工φ145mm外圓及倒角

G71P1Q2U0W0F100

N1G00x143

G01Z0

X145Z-1

Z-16

G00x100Z100T0101 回到起刀點取消地一組刀補

T0102M3S250     調(diào)用第二組刀補B號刀尖

G00x80Z5

G71U1R0.5     粗加工φ112mm與φ98mm內(nèi)孔與倒角

G71P3Q4U-0.5W0F80

N3G00x114

G01Z0F50

X112Z-1

Z-11

X100

X98Z-11

N4Z-48

G70P3Q4         精加工N3-N4段內(nèi)容

G00x100Z100T0102 回到起刀點取消第二組刀補

M30         程序完畢