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如何选择正确的车削刀片

如何选择正确的车削刀片
 

选择车削刀片时,需要考虑许多参数。仔细选择刀片槽型、刀片材质、刀片形状 (刀尖角)、刀片尺寸、刀尖半径和主偏 (切入) 角,以实现良好的切屑控制和加工性能。

  • 根据所选的工序 (例如精加工) 选择刀片槽型
  • 选择尽可能大的刀尖角,以确保刀片强度和经济性
  • 根据切深选择刀片尺寸
  • 选择尽可能大的刀尖半径,以确保刀片强度
  • 如果存在振动趋势,则选择较小的刀尖半径
 
l = 切削刃长度 (刀片尺寸)
 
 
RE = 刀尖半径
 

刀尖角
 

车削刀片槽型

​车削槽形可分为针对精加工、半精加工和粗加工工序经过优化的3种基本类型。图中所示为基于与进给和切深有关的可接受断屑的各种槽形的加工范围。

粗加工

大切深和高进给率的组合。要求最高切削刃安全性的工序。

半精加工

半精加工到轻型粗加工工序。各种切削深度和进给率的组合。

精加工

​​以小切深和低进给率执行的工序。要求低切削力的工序。

 
 
   ap
英寸mm
进给fn
mm
英寸
 

上面的示例说明了用于加工钢材料的山特维克可乐满产品,还有适用于所有材料组的其它选项。

车削Wiper (修光刃) 槽型

使用Wiper (修光刃) 刀片能够在保持标准切削参数的情况下改进表面质量,或在保持表面质量的情况下大大提高进给率。

-WMX Wiper (修光刃) 槽型是首选,对大多数应用而言,这都是一个很好的起点。当工况改变时,始终有一项高生产率替代方案。

出现振动问题时,选择正前角Wiper (修光刃) 槽型,以降低切削力并保持生产率。

如下选择Wiper (修光刃) 槽型:

-WL:在采用更低的fn/ap时改进切屑控制。

-WF:在低fn/ap时改进切屑控制。也用于在出现振动时降低切削力。

-WMX:在大切深应用范围内始终是首选。可提供最高生产率、通用性和最佳效果。

-WR:用于需要强度更高的刃线的应用,例如断续切削。

 

车削刀片材质

刀片牌号主要按照下列标准选择:

  • 零件材料 (ISO P、M、K、N、S、H)
  • 方法类型 (精加工、半精加工、粗加工)
  • 切削工况 (良好、正常、恶劣)

刀片槽型与刀片材质相互补充。例如,刀片材质的韧性能够补偿槽型强度的不足。

 
 

车削刀片形状

​应针对刀具所需的主偏角可达性选择刀片形状。应选择尽可能大的刀尖角,以确保刀片的强度和可靠性。但是,这必须与需要执行的切削变化相互平衡。

大刀尖角强度高,但需要更高的机床功率且更易产生振动。

小刀尖角刚性较差且切削刃吃刀小,这两种因素都导致其对热量的影响更加敏感。


切削刃强度
(大刀尖角)
  • 更坚固的切削刃
  • 更高的进给率
  • 更大的切削力
  • 更大的振动
更低的振动趋势
(小刀尖角)
  • 更高的可达性
  • 更小的振动
  • 更小的切削力
  • 刚性更差的切削刃
 
 

车削刀片尺寸

根据应用需求以及应用中的切削刀具空间选择刀片尺寸。

刀片尺寸越大,稳定性越好。对于重载加工,刀片尺寸通常大于IC 25 mm (1英寸)。

进行精加工时,在许多情况下都可减小尺寸。

如何选择刀片尺寸

  1. 确定最大切深ap
  2. 确定所需的切削长度LE,同时还要考虑刀柄的主偏 (切入) 角、切深ap和机床规格
  3. 根据所需的LE和ap,可为刀片选择正确的切削刃长度L和IC
 

车削刀片刀尖半径

刀尖半径RE是车削工序中的一项关键因素。刀片提供多种刀尖半径尺寸。具体的选择取决于切深和进给,并会影响表面质量、断屑和刀片强度。

小刀尖半径 大刀尖半径
  • 适用于小切深
  • 减少振动
  • 刚性差的切削刃
  • 通常更好的断屑性能
  • 高进给率
  • 大切深
  • 很高的切削刃安全性
  • 提高径向力

切深和切削力

刀尖半径与切深之间的关系会影响振动趋势。随着切深的增加,将刀片推离切削表面的径向力更趋于轴向。

最好使轴向力大于径向力。高径向力可能对切削作用产生负面影响,从而可能导致振动和较差的表面质量。

一般经验法则是,选择小于等于切深的刀尖半径。

 

正前角型或负前角型车削刀片

负前角刀片具有90°角 (0°后角),正前角刀片则具有小于90°的角 (例如7°后角)。负前角型刀片的图示说明了刀片如何装配在刀柄中及其倾斜情况。​​​下面列出了这两种刀片类型的一些特性:

正前角车削刀片

  • 单面
  • 低切削力
  • 带有后角
  • 内圆车削以及对细长工件进行外圆车削的首选


后角

负前角车削刀片

  • 双面和/或单面
  • 高强度切削刃
  • 零度后角
  • 外圆车削的首选
  • 重载切削工况


后角
 

车削的主偏角

主偏角KAPR (或切入角PISR) 是切削刃与进给方向之间的夹角。为了成功完成车削工序,选择正确的主偏角/切入角非常重要。主偏角/切入角会影响:

  • 切屑形状
  • 切削力方向
  • 切入的切削刃长度

大主偏角 (小切入角)

  • 切削力被导向夹头。振动趋势更低
  • 能够车削轴肩
  • 切削力更高,特别是在切入和切出时
  • 在加工HRSA和表面硬化工件时容易出现沟槽磨损

小主偏角 (大切入角)

  • 引导至工件中的径向力增加将导致振动趋势
  • 切削刃上的负荷减小
  • 产生较薄的切屑 = 较高的进给率
  • 减少沟槽磨损
  • 不能车削90º轴肩
 

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