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2022年09月14日

可转位刀片的转位精度

对于可转位硬质合金刀片来说,高精度转位通常只在中等精度加工时才需要,这听上去似乎有些矛盾。(本文中,转位精度定义为将刀片换到一新的切削刃后测得的精度。)

产生这种矛盾的原因很简单,因为刀片之外有很多因素影响加工精度,所以精确转位对极严格公差的加工是无甚意义的。也就是说,假如加工公差非常紧,以致每次对片转位后都必须作调整的话,则使用普通刀片更为合算。

另一方面,假如加工公差非常宽,刀片精度对其影响不大,则使用精密刀片就不值得。

只有一个例外,即把工件粗加工至下公差尺寸时(由于下面工序的需要),须采用精密刀片,以免切出尺寸过小而造成报废。

影响可转位精度的因素有许多,包括直接与刀片有关和与刀片无关的因素。

一、刀杆的磨损或损坏

刀杆的问题很容易使刀片失去精度。假如刀片槽因磨损而变大或产生任何形式的变形,则转位后的刀片位置会有较大的差别。

二、刀杆的式样

不同的刀杆其主偏角也不同,这也能影响转位精度。

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图1中刀杆A为90°主偏角,与刀杆D相比,转位精度易受刀片误差的影响。当然这种差别是很小的,但与其他误差累积起来也会变得很可观。

图1

三、刀槽角

刀杆上的刀片槽也有其公差范围。三角形刀片的刀槽角通常为60°-1端子机°,而正方形刀片则为90°-1°,这个公差范围已被证明对于限制刀片的走动是最恰当的。从对转位精度的影响来看,刀槽角小一度比大一度要好,可参见图2。

图2

左图的刀槽角为+1°,刀片会以其后刀尖为转轴而走动,便得切削刀尖产生大于-1°刀槽角时的移动(右图)。后者的刀片只在其后端摆动,移动只围绕靠近中心的一点进行,切削刀尖则很少转动。当主偏角变各种已或预期可能与食品或食品添加剂(以下简称食品)接触、或其成份可能转移到食品中的材料和制品大时(由于刀杆式样不一),因刀片槽内的转动而产生的影响也将变大。

四、热膨胀

钢质刀杆和硬质含金刀片均会受热膨胀,典型牌号的平直碳化钨其线膨胀系数为2.66× in/in°F(注:1°F=0.556K)。不使用冷却液时,通常的工作温度达 750°F。在室温下,所选三角刀片的高度为0.19in。因此有:750°F

-72°F(室温)

678°F温升

及2.66xin×678×0.719=0.0013in.伸长量(0.033mm)

假如刀片置于车床刀杆上形成60°主偏角,则当刀片温升至750°F时,工件直径将比切削开始时减少0.0026in.(0.066mm)。

钢质刀杆线膨胀系数大约2倍于碳化钨,热膨胀效果仅产生于从刀片到第一个刀杆夹紧螺栓之间的部分。刀杆温升不像刀片那么大,但是刀杆的热膨胀对工作尺寸变化亦有较大影响。

图3

五、刚性

机床刚性好坏是一个难以评估,更难以预计的因素。刀片、刀杆、刀架、工件和机床都有“让位”现象,从而使整个系统成为弹性体。

要不是因为刀具有磨损现象,一般不要考虑这种弹位变形。但是随着刀具的磨损、切削力就会增加,假如工件是细长袖,增大的切削力会使工件产生偏斜,从而使其直径变大。

根据系统的刚性和公差要求,这一因素造成的后果可能重要,也可能不重要。然而,这是一个完全不受刀片精度影响的因素。

<美标蝶阀p>六、脏物和切屑

影响转让精度最重要的因素可能与刀杆或刀片的质量都没什么关系。在加工时,赃物和切屑总是存在的,转位时它们会送到刀片下面。它们所造成的麻烦与清理刀片槽的难易程度成正比,与机床操作者的注意程度成反比。<宿迁/p>

操作者可能认为他清理刀片槽很仔细,但还是很容易在刀片后面留下0.001或0.002in的灰尘或细切屑。这会使刀片相对工件前进了一定量,意味着在车削时有0.002~0.004in的直径减小量。复杂的刀杆难以清理,更使这种状况恶化。

七、刀片误差

刀片必须按公差制造,所选公差须具经济可行性。若要使公差减小,成本会增加很多。制造厂家通常在成本不致过高的基础上尽可能地用较严的公差。

三角形刀片的尺寸和公差根据内切圆直径来分类,正方刀片则按对边之间的尺寸和公差来分类,这是几种测量方式中最具可操作性的。按内切圆公差来分类并不表示它可反映对片的可转位精度,因为其他的刀片尺寸公差在最终精度里也起着重要作用。

八、内切圆误差

理想的三角刀片是一个顶点为圆弧形的完全等边三角形。然而内切圆的尺寸并不能表明此三角形是否完全等边,因为一个圆能和任意三角形内切。

四方刀片应是完全正方形,但是侧面之间的尺寸并不能表示出此正方形是否完美,因为等边的平行四边形其对边尺寸也相等。

精制的刀片有很高的几何精度,但少量的差异也是不可避免的。

九、刀尖变动

刀片的刀尖必须由尺寸一致的圆弧构成,这些圆弧应精确定位,并精确地与刀片各边相切,见图4A。

图4

如果假设钳口尺局部被梗塞对称性差,可能会导致某些误差;

刀尖圆弧太突出或大缩入(图4B)。

刀尖圆弧可能偏左或偏右(图4C)。

十、刀片与刀座厚度

<电声测试p>这—点对转位误差的作用不是太大,因为它通过一个角度来产生影响。刀座厚度一般可不考虑,因为在刀杆整个使用寿命期间,更换刀座的次数是很少的。

图5表明一块下偏差的刀片被一块上偏差的刀片替换后所产生的变化。刀片顶部的高度增加0.010in,用6°负前角在中心部位切削时刀片对工件的有效进给增加了0.同比增长49.44%;净利润达2570.56万元001in。如果刀具为正前角,若把最薄刀片换成最厚,切削深度会减少,如图中所示。

图5

十一、时间的影响

图6表明一些主要因素对加工尺寸的影响随切削时间的增加而增加,总效果通常是累加的。“人为”因素包括如转位时未能将刀座清理干净,置放刀片时走动等。有些因素如刀片公差在切削时为常量,但切削刃的磨损、切削力的增加则随切削时间的增加而变大。

图6

结束语

不可能建立一个万能公式,用以精确得知何时该使用精密刀片,每一种加工都必须根据各自的特点来加以考虑。但是,这是一个值得研究并会得到回报的领域。

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