车削刀具选择

卧式数控车床选刀

目录

一机卡车刀的选用 (1)

二孔加工刀具的选用 (9)

三切断与切槽刀 (12)

四螺纹车刀 (13)

五刀具材料 (16)

六刀具厂商 (17)

七刀具干涉图 (18)

八刀具允许的最大转动惯量 (19)

附录1、本厂卧式数控车床刀具安装尺寸 (21)

数控车床刀具系统比卧车复杂。要求安装数量多,安装可靠,自动换刀,装卸方便迅速还要求切削时间短以提高生产率。因此普遍采用机卡车刀。

机卡车刀就是把压制有合理的几何参数,在一定的切削用量范畴内保证卷屑,断屑并有几个刀刃的刀片,用机械卡固方式装卡在标准刀体上的一种新型刀具。它避免了硬质合金刀片在焊接中产生的种种不良后果,因此能充分发挥刀片材料原有的切削性能,提高了车刀的耐用度与切削加工的生产率.另外刀体可重复使用,能节约大量制造刀体的钢材.还便于使刀具标准化与集中生产,同一型号刀片的几何形状较一致切削效果稳定.有利于提高零件加工质量,简化了刀具的管理工作.使用时,当刀刃磨损后,只需松开卡紧机构将刀片转一个角度,不必重磨,大大缩短了换刀、磨刀、装刀的辅助时间,而且可以避免刀片由于重磨而造成的缺陷.因此机卡车刀也叫不重磨车刀或可转位车刀。

除不可避免的情况外,为用户选用的都应该就是机卡车刀。

一机卡车刀的选用

侧重外表面车刀的选用。内孔车刀大体相同,其特殊性问题另做叙述。

ISO对外表面车刀型号就是如下表示的,它就是国内外刀具厂商的统一标准。

选刀工作也就就是确定型号中的各项内容,按选刀时考虑问题的大体顺序分叙如下:

(一)刀片形状的选择:外内表面车刀刀片形状关系车刀类型,它取决于加工部位的形状,就是选刀的最重要内容。它主要涉及刀具的主偏角,刀尖角与有效刃数等。一般来讲刀尖角愈大刀尖强度愈高,应尽量采用。但刀尖角小干涉现象少,适用于复杂型面,开挖沟槽及下坡的型面。

刀片形状甚多,某些厂家列出十几种,本厂实际只用过图1所示七种,也正就是ISO规定的七种基本类型。

图1 图2 80°菱型刀片C,目前就是我厂选用最多的。该种刀片刀尖角大小适中,刀片有较好的强度,散热性与耐用度。装在刀杆上形成95°主偏角,它可用于端面、外圆、内孔台阶的加工。因可沿图2示的三个方向进刀,台阶轴间的圆角、倒角亦可通过插补完成。这种刀片的可卡固性好,可以用刀片的底面与非切削位置上的 80°刀尖角的相临两侧面定位,定位方式可靠。且刀尖位置精度仅与刀片的外形精度有关,刀片换位精度较高。

该刀片的缺点就是有两个100°的刀尖往往不能很好利用。或许有其它场合需要100°刀尖角做外圆、端面的耐冲击切削,但机会不多。所以实际有效刃数只有两个,比正方形刀片S 有效刃数少一半。

55°菱型刀片D与35°菱型刀片V,因其刀尖角小所以干涉现象少,多用于复杂型面与沟槽加工如图3示,特别就是内外表面遇有下坡形状,一般都用这种刀形。由于刀尖角小刀片强度低,特别就是35°V型刀片几乎都就是正前角刀片,强度尤低。所以D、V形刀片更适合于切削用量小的零件、细长轴。调整刀片方向可达轴向力较小,也常用于小孔径悬伸长的内孔加工与其它型面的精加工,半精加工。因为刀尖角大的C型刀片,容易造成对工件的挤压使尺寸不稳定,对Cp值要求较高的加工表面,往往用D、V形刀片做精加工。

图3

正三角形刀片T,正方形刀片S。刀片强度高,价格最便宜,各刀刃都能得到利用。由于这种刀片许多情况下只能往一个方向进给如图4示,所以往往用于单纯车外圆,端面。也适于小孔径的孔加工。S型刀片另一个优点就是有效切削刃长,达整个切削刃的2/3,更适于吃刀深大的切

削。

图4

圆形刀片R使用场合不就是很多,但有特殊用途。像仿形切削一些曲面,加工越程槽,加工冲击力大的断续表面等。R型刀片呈碟形,周边最高,沿周边就是封闭的卷屑槽,向任意方向走刀都有一定的前角,刀片磨损后可以转过一定的角度再次使用。这种刀片的缺点就是切削力大,易产生振动。

凸三角形刀片W与C型刀片刀尖角相同,刀片能调换三个位置,比C型多一个位置而价格与C型差不多,故有代替C型刀片的趋势。它的缺点与C型刀片比一就是刀片卡固不甚牢固,ISCAR在刀垫上采取了措施改善了,二就是刀刃长度小、有效切削刃也只能占切削刃的1/4,故不能做吃刀深很大的加工,而当前加工余量随毛坯的改善而减小,单边余量很少超过3mm,所以W型刀片在一些刀具厂已取代了C型刀片的领先地位。

近年又出现了一种80°的四边形-Q型刀片,如图5,它比C型刀片有效刃增加了一倍,但它在切削有直角的内孔、外圆时要受到刀刃长度的限制,通用性差。本厂尚未选用过。

图5

(二)车刀类型的选择:就就是刀杆头部的选择。刀具要有较高的强度,又不能与工件产生干涉。所以刀杆头部形式按主偏角与直头,偏头分有十几种形式,各形式规定了相应的代码。应用

时必须结合工件形状与刀片类型相协调。

80°菱型刀片C 及凸三角形刀片W 安装往往呈95°主偏角如图6。圆形刀片R 主要安装形式如图7。

加工外圆端面 外圆 、仿形 外圆、 端面仿形

图6 图7

、正三角形刀片T,正方形刀片S 的主要安装形式如图8

。

外圆 端面 外圆、倒角 外圆、端面

图8

外圆 、仿形55°菱型刀片D 与35°菱型刀片V 安装形式变化较多,主要安装形式如图9。

外圆 、仿形 外圆 、仿形 端面、外圆 、仿形

图9

外圆、倒角 外圆端面、倒角 端面 外圆

外圆、仿形

外圆、仿形 端面、外圆、仿形

车刀类型的选择着眼于刀具的主偏角。一般情况有直角台阶的工件可选择大于或等于90°主偏角的刀杆。一般粗车可选主偏角45°~90°,精车可选45°~75°的中间切入、仿形`可选62°30'~117°30'的。工艺系统刚度好时主偏角可选较小值,反之选较大值。

(三)刀片卡紧方式的选择:刀片形状与车刀类型选定后,样本上有时会出现几种刀片卡紧方式。主要有C,D,M,P,S五种,简述其特点供选择参考。

图10

1 上压式卡紧C:卡紧压力大,通过两定位侧面获得稳定的定位与卡紧。且卡紧元件少,装卸使用方便,但刀片上的压板对排屑有防碍,易被切屑擦伤。它广泛应用于无孔刀片,陶瓷与立方氮化硼刀片。

2上压与销孔卡紧D:又称RC卡紧。卡紧可靠、用于切削力较大的外圆重切,称之为牢固卡紧。但内孔刀难以采用。

3上压与销孔双重卡紧M:卡紧可靠但结构不太紧凑。切削力大的场合:如加工条件恶劣的钢的粗加工,铸铁短屑加工较适用。

4销孔卡紧P:就是杠杆式卡紧,用于刀片中心圆柱销孔卡紧。定位与卡紧比较可靠,前面开放有利于排屑。一般中、轻切削选用。

5螺钉卡紧S:又称螺纹偏心卡紧。卡紧元件少,结构简单,装卸刀片与转位方便迅速,制造方便排屑无阻。但松开或紧固螺纹偏心销不太方便。断续切削时容易使偏心销受冲击与振动而失去自锁能力。轻切削小孔切削的菱型刀片,三角形刀片与镗刀头应用较多。

(四)刀片法后角的选择:常用的有N(O°),C(7°),P(11°),E(20°),B(5°)等。一般粗加工,半精加工多用N型,因系O°后角,刀片的正反面都可用,负前角的刀片几乎都采用N型。刀片后角虽为O°但刀体本身安装刀片的平面有倾斜(通常就是7°),保证了刀具切削中的后角,半精加工可用C型,P型,也可用带断屑槽的N型刀片。加工铸铁与硬钢用N型,加工不锈钢可用C型P型,仿形刀片也多用C型P型,加工铝合金则应用后角大的P型E型刀片。加工弹性恢复性好的材料可选择大一些的后角。

一般镗刀片选用C型P型避免后面刮擦。但大孔也可选用N型刀片。

(五)切削方向选择:即刀柄的左,右手方向。有三种情况:R(右手),L(左手)与N(左右手)。辩别