文档介绍：认识刀具,巧用刀具
摘要:刀具基本几何参数介绍,如何合理选择刀具的几何参数,刀具材料,本文通过图文并解,对刀具进行全认识,并结合轮胎制造厂应用实例,介绍如何巧用刀具,用小刀具,创大效益。
关键词:刀具几何参数轮胎厂刀具合理巧用
在轮胎制造厂,各种刀具使用非常普遍,刀具合理几何参数的选择是切削刀具理论与实践的重要课题。中国有句谚语说:“工欲善其事,必先利其器”,刀具正是切削加工的直接作用工具,刀具几何参数的合理选择对刀具的使用寿命和切削效率起着极其重要的作用。就如本人曾对全钢直裁修边刀的改善,仅改变其几何参数,一把修边刀寿命则由原来的两个班,增至50多天。每天可减少刀具消耗215元,每年可节约成本7万多元。既然小刀具可创大效益,那么,下面就让我们先来认识刀具。
刀具基本几何参数及选用
刀具的表面与几何参数
刀具表面与切削刃
一般刀具都是由刀柄(刀体)和刀头(刀齿)组成。刀柄或刀体用于夹持刀具,刀头或刀齿构成刀具的切削部分,担负着切削工作。金属切削加工所用刀具种类繁多,形状各异,但是它们参加切削的部分在几何特征上都有相同之处。外圆车刀的切削部分可作为其他各类刀具切削部分的基本形态,其他各类刀具就其切削部分而言,都可以看成是外圆车刀切削部分的演变。因此,通常以外圆车刀切削部分为例,来确定刀具几何参数的有关定义。
图(1) 外圆车刀切削部分的名称
车刀角度:
—前角;—后角;—楔角;—主偏角;—副偏角;—刀尖角; —刃倾角
如图(1)外圆车刀切削部分包括:
a) 前面:刀具上切屑流过的表面。
b) 主后面:刀具上与工件过渡表面相对的表面。
c) 副后面:刀具上与工件已加工表面相对的表面。
d) 主切削刃:前面与主后面相交而得到的刃边(或棱边),用于切出工件上的过渡表面,完成主要的金属切除工作
e) 副切削刃:前面与副后面相交而得到的刃边,它配合主切削刃完成切削工作,最终形成工件已加工表面。
正交平面参考系
刀具切削部分的几何角度是在刀具静止参考系定义的(也是刀具设计、制造、刃磨和测量时几何参数的参考系)。下面介绍刀具静止参考系中常用的正交平面参考系。
图(2) 正交平面参考系
正交平面参考系如图(2)所示:
⑴基面pr
通过切削刃选定点垂直于主运动方向的平面。对车刀,其基面平行于刀具的底面;对钻头、铣刀等旋转刀具来说,则为通过切削刃某选定点包含刀具轴线的平面。基面是刀具制造、刃磨及测量时的定位基准。
⑵切削平面pS
通过切削刃选定点与主切削刃相切并垂直于基面的平面。当切削刃为直线刃时,过切削刃选定点的切削平面即是包含切削刃并垂直于基面的平面。
⑶正交平面p0
通过切削刃选定点并同时垂直于基面和切削平面的平面。
刀具的主要的标注角度
在刀具静止参考系中定义的角度称为刀具标注角度如图(2),几个主要角度的定义和作用见表1
表1 几个主要角度的定义和作用
名称
定义
作用
前角γ0
前刀面与基面问的夹角,在正交平面P0中测量
减少切削变形和刀—屑间摩擦。影响切削力、刀具寿命、切削刃强度,使刃口锋利,利于切下切屑
后角α0
后刀面写切削平面间的夹角,在正交平面P0中测量
减少刀具后刀面和已加工表面间自摩擦。调整刀具刃口的锐利和强度
主偏角κr
主切削平面与假定工作平面间的夹角,在基面Pr中测量
适应系统刚度和零件外形需要;改变刀具散热情况,涉及刀具寿命
副偏角κ/r
副切削平面与假定工作平面间的夹角,在基面Pr中测量
减小副切削刃与工件间的摩擦,影响工件表面粗糙度和刀具散热情况
刃倾角λS
主切削刃与基面问的夹角,在主切削平面PS中测量
能改变切屑流出的方向,影响刀具强度和刃口锋利性
前角及前面的选择
合理的刀具几何参数选择,就是指在保证加工质量的前提下,选择能满足提高生产率和降低生产成本的几何参数。当刀具材料与刀具结构确定后,合理选择刀具几何参数是保证加工质量、提高效率、降低成本的有效途径。
前角的功用
前角增大,使刃口锋利,利于切下切屑,能减少切削变形和摩擦,降低切削力、切削温度,减少刀具磨损,改善加工质量,抑制积屑瘤,减少加工硬化等。但前角过大,会导致刀具强度降低、散热体积减少、刀具耐用度下降、容易造成崩刃。
前角减小,可提高刀具强度,增大切屑变形,且易断屑。但前角过小,会使切削力和切削热增加,刀具耐用度下降。
因而前角值不能太小,也不能太大,应有一个合理的参数值。
前角的选择原则
选择方法如表2列出的几个方面考虑:
表2前角的选择方法
工件材料
强度硬度
工件材料的强度和硬度越大,产生的切削力越大,切削热越多。为使刀具有足够的强度和散热体积,防止崩刃和磨损,应采用小前角;反之工件材料的强度和硬度越