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模具设计培训-搞定刀具断屑带来的苦恼

发表时间: 2022-03-07 11:36:34

作者: 济南数控模具科技研究所

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 模具设计培训-搞定刀具断屑带来的苦恼

刀具断屑的可靠性对正常生产和操作者的安全有着重要影响。在切割过程中,碎屑会飞溅伤人,容易研磨和损坏机床;长条形切屑会缠绕在工件或刀具上,容易划伤工件,造成刀具损坏,甚至影响工人的安全。模具设计培训

对于数控机床(加工中心)等自动加工机床而言,由于刀具数量庞大,刀架与刀具的关系密切,断屑问题更为重要。只要其中一个刀具不可靠,就可能破坏机床的自动循环,甚至整个自动线的正常运行。因此,在设计、选择或磨削刀具时,必须考虑刀具断屑的可靠性。对于数控机床(加工中心),应满足以下要求:

切屑不得缠绕在工具、工件及其相邻的工具和设备上;芯片不得飞溅,以确保操作人员和观察人员的安全;精加工时,切屑不得划伤工件的加工表面,影响加工表面的质量;确保工具的预定耐久性,不要过早磨损,并尽量防止损坏;当切屑流出时,不会阻碍切削液的注入;芯片不会划伤导轨或机床的其他部件。

切屑折断的原理

在满足上述要求的基础上,不同的刀具对切屑长度有不同的要求。例如,一般粗车钢材的***切屑长度约为100mm;精车应该稍微长一点。必须避免切屑过细,因为它容易嵌入机床导轨和工具装置的一些重要部件(如基准面),这不仅需要额外的保护装置,而且给切屑的去除带来一些困难。对于成形车刀、开槽车刀、切削车刀等不易断屑的刀具,在数控机床(加工中心)等自动机床上应保证稳定的切屑卷曲。

金属切削过程中,切屑是否容易折断,与切屑的变形有直接联系,所以研究切屑折断原理必须从研究切屑变形的规律入手。

切削过程中所形成的切屑,由于经过了比较大的塑性变形,它的硬度将会有所提高,而塑性和韧性则显著降低,这种现象叫冷作硬化。经过冷作硬化以后,切屑变得硬而脆,当它受到交变的弯曲或冲击载荷时就容易折断。切屑所经受的塑性变形越大,硬脆现象越显著,折断也就越容易。在切削难断屑的高强度、高塑性、高韧性的材料时,应当设法增大切屑的变形,以降低它的塑性和韧性,便于达到断屑的目的。

切屑的变形可以由两部分组成:

第一部分是切削过程中所形成的,我们称之为基本变形。用平前刀面车刀自由切削时所测得的切屑变形,比较接近于基本变形的数值。影响基本变形的主要因素有刀具前角、负倒棱、切削速度三项。前角越小,负倒棱越宽、切削速度越低,则切屑的变形越大,越有利于断屑。所以,减小前角、加宽负倒棱,降低切削速度可作为促进断屑的措施。

第二部分是切屑在流动和卷曲过程中所受的变形,我们称之为附加变形。因为在大多数情况下,仅有切削过程中的基本变形还不能使切屑折断,必须再增加一次附加变形,才能达到硬化和折断的目的。迫使切屑经受附加变形的最简便的方法,就是在前刀面上磨出(或压制出)一定形状的断屑槽,迫使切屑流入断屑槽时再卷曲变形。切屑经受附加的再卷曲变形以后,进一步硬化和脆化,当它碰撞到工件或后刀面上时,就很容易被折断了。模具设计培训

几种常用的断屑方法

(一)利用断屑槽:

如前所述,断屑槽不仅对切屑起附加变形的作用.而且还能实现控制切屑的卷曲与折断。只要断屑槽的形状、尺寸及断屑槽与主切削刃的倾斜角合适,断屑则是可靠的。不论是焊接式刀具还是机夹式刀具,是重磨式刀具还是不重磨式刀具都可采用。

为了适用不同的切削用量范围。硬质合金可转位刀片上压制有多种形状及不同尺寸的断屑槽,便于选用,这样既经济又简便。这种方法是切削加工中应***的方法,也是应用最广泛的方法。

不足之处是刀具合理几何参数的确定,受到断屑要求的牵制 

(二)利用断屑器

断屑器有固定式和可调节式两种。为车刀上的可调节式断屑器。

在车刀前刀面上装一个挡屑板1,切屑沿刀具的前面流出时,因受挡屑板1所阻而弯曲折断。断屑器的参数Ln和α可按需要设计和调整,以保证在给定的切削条件下,断屑稳定可靠。松开螺钉3, 在弹簧4的作用下,可使挡屑板1和压板2一起抬起,便于挡屑板调整和刀片的快速转位与更换。这种断屑器常用于大、中型机床的刀具上。

(三)利用断屑装置

断屑装置类型很多,一般可分为机械式,液压式和电气式等,断屑装置成本高,但断屑是稳定可靠的,一般只用于自动线上。为用于车刀上的带有切断器的断屑装置示意图。车削时,切屑通过导屑通道2流出,被不断旋转的盘形切断器3强行割断,被割断后的切屑则从排屑道6排出。切断器是由传动轴4带动的。图中1为车刀。

 (四)利用在工件表面上的预先开槽的方法:

按工件直径大小不同,预先在被加工表面上沿工件轴向开出一条或数条沟槽,其深度略小于切削深度,使切出的切屑形成薄弱截面,从而折断。这样,既保证了可靠的断屑,又不影响工件已加工表面的粗糙度。即使加工韧性较大的材料时,断屑效果也很好。例如在精镗韧性较大的工件材料(如40Cr等)时,在用其他方法很难断屑时,则可在被加工表面上拉削出纵向沟槽,再进行镗削。采用这种方法能显出其独特的优点。

(五)改变刀具几何参数和调整切削用量

由前面所述的切屑折断原理可知,减小刀具前角;增大主偏角;在主切削刃上磨出负倒棱;降低切削速度;加大进给量以及改变主切削刃形状等都能促使切屑折断。但是,采取这些方法断屑,常会带来一些不良后果,如生产率下降,工件表面质量恶化、切削力增大等,这种方法,在自动线上很少采用,有时只作为断屑的辅助手段。

此外,采用切削液可以降低切屑的塑性和韧性,也有利于断屑。提高切削液压力更能促使切屑折断,孔加工中,有时就采用这种方法。

     济南数控模具科技研究所成立于2006年,自成立以来培养了大量的人才,有着良好的口碑,我们实施1对1教学,小班化授课方式,我们还拥有3+3+4教学方式(30%工程师课程精讲+30%一对一辅导图纸练习+40%工厂实训操作)包教包会,随到随学。济南数控模具科技研究所致力于数控编程培训,五轴编程培训,数控机床维修培训,模具设计培训,工业机器人培训,机械设计培训,CNC编程培训等,针对中高等学校应、往届毕业生,开展岗前培训,培养高水平、高技能人才。研究所培训中心实行全日制强化培训,因材施教,手把手教学;强调实践技能培训,在学习期间,进行项目实战、现场操作和理论教学相结合,突出岗位技能培训,使培训内容和岗位相吻合。


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