1.刀片形状的选择
刀片刀尖角大小决定了刀片形状,也直接影响刀尖强度。一般刀尖角越大,刀尖强度越高,反之亦然。国家标准所规定的代号中,R型(圆形刀片)刀尖角最大,V型(35°菱形刀片)刀尖角最小。因此,按刀尖角大小顺序排列为:R>O>H>P>S>L>M>A>B>W>C>E>T>K>D>V。
此外,刀片形状也直接关系到可转位刀片有效切削刃的数量。从刀片形状这个单一因素考虑,在机床刚性、功率允许的条件下,大余量、粗加工应采用刀尖角较大的型号;反之,机床刚性、功率较低,进行小余量、精加工宜采用较小的刀尖角和有效切削刃多的型号。
但必须指出的是,被加工零件形状是选择刀片形状的第一依据。以车削为例,要车削具有90°台阶外圆,采用刀尖角大于等于90°的刀片是不可能进行的,必须采用刀尖角不超过80°的刀片。其次,刀尖强度较高,可用切削刃较多的W型,次之为T型。
另外,某些刀片形状的使用范围有其唯一性(专用性),例如D型、V型车削刀片一般只在仿形车削中才用。R型在仿形(有R台阶)或盘状类零件(车轮)、钢材外圆车削中才采用。
2.主切削刃后角
可转位刀片主切削刃后角,在国家标准中共制定了九个等级(N型~G型,αo=0°~30°)。刀片主切削刃法平面的楔角由90°减少到60°切削刃强度由大变小。同时,刀片与刀体组合后,刀具的前角由负前角逐步过渡到正前角。
主切削刃后角型号一般选择原则为:
(1)可转位车刀片后角的选用 凡重负荷粗加工车削可转位刀片一律选用>型0°后角刀片;带断屑槽形(各种)的N型刀片分别可选用为精密加工、半精加工、粗加工;B型、C型、P型选用为精加工、半精加工;铝及非金属材料车削刀片,宜选用E型。
(2)孔加工刀片后角的选用 一般镗孔刀片选用C型、P型,大尺寸孔可选用N型;钻孔刀具用刀片,选用C型、P型。
(3)可转位铣刀片后角的选用 面铣刀用刀片在强冲击切削下用N型,一般铣削用P型、D型,不锈钢类难加工材料宜选用E型、D型,铝及非金属材料宜选F型,有色金属常用E型;立铣刀用刀片常为D型、P型;立装结构刀片选用N型;三面刃铣刀用刀片为P型。
3.刀片精度的选择
刀片精度共分十二个等级。车削类常用等级为G、M、U;铣削类常用等级为A、C、K、E。在现代刀片中U级刀片已基本不生产。
刀片精度选择的共性原则为精密加工选用高精度等级刀片。但选择中考虑具体因素:对多刃刀具(如立铣刀)所用刀片精度等级的选择要严于单刃刀具,因为它直接影响刀具与被加工零件的精度及加工表面粗糙度;在自动线上所用可转位刀片精度等级选择要严于一般切削加工;在有机外对刀仪或机载自动对刀装置的场合,对车削刀片精度等级的选择,可略为放宽。
可转位刀片精度等级一般选用原则如下。
(1)对于可转位车刀片 精密加工作业一律选用G级刀片;此外,非铁金属材料的精加工、半精加工也宜选用G级刀片;淬硬(45HRC以上)钢的精加工也选用G级刀片;精加工至重负荷粗加工作业除上述两种特例外,都可选用M级刀片;粗加工及重负荷粗加工作业也可采用U级刀片。
(2)对于可转位铣刀片 可转位铣刀品种多,结构较车刀复杂,可转位铣刀片精度等级选择因刀具品种不同而有较大区别,现将面铣刀常用刀片精度等级概述如下。
1)精密铣削选用A级,在铣削表面粗糙度Ra=0.6μm左右时,可采用立装C级沉孔刀片。(www.xing528.com)
2)精铣一般选用A级,在铣刀有精密微调机构或带刮削刀片时可选用H级、C级。
3)半精铣选择C级、H级。
4)粗铣、重负荷铣削常用K级,但立装刀片有时选C级。
5)铝、铝合金、铜、不锈钢的半精铣、粗铣因刀具品种不同,常选用C级或H级、E级。
在实际应用中,除精密铣削、重负荷粗铁外,往往是用同一把刀具将几种加工在一次装夹状态下完成,因此应以最终作业来选择刀片精度等级。
4.刀片的固定形式
国家标准规定的刀片固定形式共14种,标准中留给刀片制造厂备用型号X型,以便刀片结构的发展。在14个代码中,无孔刀片占N、R、E三个代码;直孔刀片占A、M、G三个代码;沉孔刀片共占八个代码。
刀片固定形式的选择实际上就是对刀具装夹结构的选择,在选择具体型号规格的刀具后刀片固定形式就已确定,用户对刀片的选择自由度只存在三个方面:刀片精度等级的选择;刀片断屑槽形的选择;0°后角(N型)刀片的单面或双面结构的选择。各类刀片具体装夹结构选用原则如下。
1)在陶瓷、钛基硬质合金、钨基硬质合金(含涂层合金)三类材料可转位刀片中,陶瓷刀片固定形式最少,常选用N型、A型,国内增加了R型。相反,陶瓷刀片的装夹可靠性及稳定性要求高,甚至采用双重夹紧方式。而另两类硬质合金可采用所规定的全部固定形式。
2)在排屑空间受限制的加工环境,例如中小尺寸的内孔镗削刀具及浅孔钻、深孔钻中,宜选用W型、H型固定形式可转位刀片。同理,在立铣刀特别是螺旋立铣刀中优先选用W型、H型,有时也采用N型。
3)凡立装刀片原则上都选用沉孔固定形式(无论是车刀刀片还是铣刀刀片),这是刀片结构特征所决定的。
4)对应用面最大的外圆车刀及面铣刀,前者选用M型、G型最多,后者选用N型最多。在现代外圆车刀上也采用H型固定形式(紧固特殊刀头的沉孔螺钉,转半圈即可装卸刀片)。
5.刀片切削刃长度
在工件外形、加工余量和机床的有效功率等方面许可的范围内,以尽量少影响刀具寿命为前提,应尽可能地选择大的背吃刀量来进行加工(除精密切削外)。刀片切削刃长度的选择应根据在切削过程中最大背吃刀量来考虑。一般情况下,切削刃的长度应根据加工余量来定,最多是刃长的2/3参加切削。
6.刀片的断屑槽
刀片断屑槽选择参见表2-20断屑槽形式及应用来选用。
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