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切削加工中如何改善刀具刚性问题?
发布时间:2014-05-29 浏览:

金属切削加工中,刚性是个不可避免的问题;因为工件刚性弱,导致变形;因为刀具刚性弱,导致崩刃;因为机床刚性弱,导致振动等等一系列问题;

       把整个切削过程视为一个系统的话,这个系统中,机床刚性,夹具刚性,工件刚性为一方面。而刀具刚性则为另一方。双方必须要维持一个平衡,那么这个系统才会稳定。如果一方不平衡,则系统稳定性就被打破,就会导致异常。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。这样才能维持一定的平衡。

       一.机床(夹具,工件)刚性差,表现为变形与振动(及工件有振纹)。那么在不能更换设备及夹具的前提下。我们可以调整刀具及切削参数来降低刀具的刚性(增加的刀杆的刚性,降低的刀片的刚性;因参与切屑是刀片而非要刀杆)。以平衡系统刚性。比如:
       1)尽可能缩短刀具悬伸。
       2)尽可能使用大直径刀具,超过一定L/D考虑使用硬质合金等防震刀杆
       3)使用正前角刀片
       4)使用疏齿刀具
       5)减小刀尖R。
       6)调整切削速度、切深、进给。
       7)改变刀具主偏角。
       8)使用锋利槽型的刀片。
       实例:小机床干大活;简易夹具;薄壁件,细长轴,深孔件等等。

比如工件刚性差就应该相应的减少刀具刚性,具体问题具体分析,比如铣床加工薄板,就是要着减少刀具对薄板的轴向力,增大对薄板的纵向力,与刀具刚性相关性不大。因为刀具刚性受很多因素影响。

       

       二.刀具刚性差。刀具刚性差(指抵抗变形的能力,如玻璃刚性好,但韧性差,韧性应该指刚性好,塑性也好,不会脆断,就是对应的抗冲击能力)有以下两种形式。
       其一为易崩刃。这个时候,我们还是不能更换设备和夹具。所以,依然只能通过调整刀具及切削参数来平衡。比如:
       1)使用负前角刀片。
       2)使用大一号的刀片。
       3)加大刀尖R。
       4)改用槽型强壮的刀片。
       5)调整切削速度、切深、进给。
       6)改变刀具主偏角。
       7)增加刀具的齿数。
       8)使用密齿刀具。(必须考虑排屑)等等
       实例:小刀片大工件粗加工。
       其二为振刀(工件有振纹)。这点可以参照第一点调整。

       综上所述,刚性是金属切削加工中一个不可忽视的重点。不仅影响产品质量,还影响加工效率及加工成本。使用好设备+液压夹具固然能解决一方的刚性,但是亦要与刀具的刚性匹配才能发挥系统的最大功能。当刀具成了刚性差的一方,也会给加工造成不小的麻烦。而且,用上好设备+好夹具的毕竟不是大多数。所以,如何平衡系统刚性才会显得尤为重要。

补充:机床主轴的动刚性,工件的抗震,在实际生产中并不全由改变刀具来解决的,出现刚性问题的大工件占很大比重,小工件与小机床一般极少涉及,然而大工件的装夹问题显然也是解决刚性的又一重要因素,而机床刚性出现问题,一般只能避让,无法更改。
      而工件刚性问题确实是实际工作中的关键问题所在,解决这个问题属刀具的一部分,并非一定是决定部分;还需考虑刀具装夹问题,既要装夹牢固,垫平(你能垫越平,加工后活就越好),还要掌握力度和方法,避免装夹变形则需要有丰富的经验。

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