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  • 金属切削刀具你一定要了解的知识

    文/ 发布于2017-08-11 浏览次数:1034

    1. 切削加工:是指利用刀具切除被加工零件多余材料的方法,经切削加工后的零件能获得要求的形状、尺寸精度与表面质量,是机械制造中最基本的加工方法。

    2. 标准刀具:指专业工具厂按国标或部标生产的刀具。

    如标准的可转位车刀、铣刀、麻花钻铰刀、镗刀、丝锥、板牙、插齿刀、齿轮滚刀等。

    3. 非标准刀具:指用户需专门设计制造的刀具。

    如成形车刀、成形铣刀、拉刀、滚刀、组合刀具等。

    常见切削方式

    1. 铣削:铣刀旋转作主运动,工件或铣刀作进给运动的切削加工方法。

    2. 钻削:用钻头或扩孔钻等在工件上加工孔的方法。

    3. 车削:工件旋转作主运动,车刀作进给运动的切削加工方法。

    4. 镗削:镗刀旋转作主运动,工件或镗刀作进给运动的切削加工方法。

    5. 铰削:用铰刀从工件孔壁上切除微量金属层,以提高其尺寸精度和表面粗糙度要求的加工方法。

    6. 锪削:用锪钻或锪刀刮平孔的端面或切出沉孔的方法。

    加工阶段划分

    1. 粗加工阶段:从坯料上切除较多余量,所得到的精度和表面粗糙度要求较低的加工过程。主要任务是切除毛坯上各加工表面的大部分加工余量,使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品。 因此,应采取措施尽可能提高生产率。同时要为半精加工阶段提供精基准并留有充分均匀的加工余量,为后续工序创造有利条件。

    2. 半精加工阶段:达到一定的精度要求,并保证留有一定的加工余量,为主要表面的精加工作准备。同时完成一些次要表面的加工,如紧固孔的钻削、攻螺纹、铣键槽等。

    3. 精加工阶段:从工件上切除较少余量,所得到的精度和表面粗糙度要求较高的加工过程。主要任务是保证零件各主要表面达到图纸规定的技术要求。

    4. 光整加工阶段:对精度要求很高,表面粗糙度很小(一般小于Ra0.2μm)的零件,需安排光整加工阶段。其主要任务是减小表面粗糙度或进一步提高尺寸精度和形状精度。单晶金刚石刀具切削表面质量可以直接达到此效果,无需进一步抛光。

    切削三要素

    1、线速度Vc:刀具每分钟在工件已加工面移动的长度。表示单位为m/min。切削过程中线速度的具体表现主要是主轴转速。

    换算公式为:S=VcX1000/πD。

    2、背吃刀量/切削深度ap:待加工工件表面至已加工工件表面的距离。表示单位为mm。

    3、进给量F:工件每旋转一转,在切削方向上移动的距离。表示单位为mm/r。

    加工余量:指加工过程中所切去的金属层厚度。余量有总加工余量和工序余量之分。由毛坯转变为零件的过程中,在某加工表面上切除金属层的总厚度,称为该表面的总加工余量(亦称毛坯余量)。一般情况下,总加工余量并非一次切除,而是分在各工序中逐渐切除,故每道工序所切除的金属层厚度称为该工序加工余量(简称工序余量)。

    刀具常见失效形式

    1. 后刀面磨损:由机械交变应力引起的出现在刀具后刀面上的磨擦磨损。(选用更耐磨的刀具材料,降低切削速度,加大进给量,增大刀具后角)

    2. 边界磨损: 主切削刃上的边界磨损常发生于与工件的接触面处。(主要原因是工件表面硬化、锯齿状切屑造成的磨擦。解决措施是降低切削速度和进给速度,选用更耐磨的刀具材料,并增大刀具的前角使得切削刃锋利)

    3. 前刀面磨损:在刀具的前刀面上由磨擦和扩散导致的磨损。(前刀面磨损主要由切屑和工件材料的接触,以及对发热区域的扩散引起。另外刀具材料过软,加工过程中切削速度较高,进给量较大,也是前刀面磨损产生的原因。应该降低切削速度和进给速度,同时选择合适的涂层材料)

    4. 热裂纹:由于断续切削时的温度变化而产生的垂直于切削刃的裂纹。(选用韧性好的刀具材料,减小进给量和切削深度,进行干式切削或在湿式切削加工时有充足的冷却)

    5. 塑性变形:切削刃在高温或高应力作用下产生的变形。(可以降低切削速度和进给速度,选择耐磨性高和导热性能好的刀具材料)

    6. 积屑瘤:工件材料在刀具上的粘附物质。(提高切削速度,改善刀具材料,改善冷却效果)

    7. 刃口剥落:切削刃口上出现一些很小的缺口,非均匀的磨损。(主要由断续切削、切屑排除不流畅等因素造成。应该在加工时降低进给速度、选择韧性好的刀具材料和切削刃强度高的刀具)

    8. 崩刃:刀具刃口出现破损现象。(选用韧性较好的刀具材料,加工时减小进给量和切削深度,还可选择高强度或刀尖圆角较大的刀具)

    刀具基本结构

    1. 前刀面:刀具上切屑流过的表面。它直接作用于被切削的金属层,并控制切屑沿其排出的刀面。

    2. 后刀面:与工件上切削中产生的表面相对的刀具表面。

    3. 前角:在正交平面内测量的前刀面和基面间的夹角。前刀面在基面之下时前角为正值,相反为负值。

    4. 后角:在正交平面内测量的主后刀面与切削平面的夹角。

    刀具选择需考虑因素

    被加工工件材料的类别

    常用材料有:有色金属、黑色金属和非金属等不同材料。

    被加工工件材料的性能

    包括硬度、韧性、组织状态等。

    切削工艺的类别

    有车、钻、铣、镗;粗加工、半精加工、精加工、超精加工等。

    被加工工件的几何形状

    影响到连续切削或断续切削、刀具的切入和退出角度

    零件精度

    即尺寸公差、形位公差、表面粗糙度

    加工余量

    要求刀具能够承受的切削用量

    即切削深度、进给量、切削速度。

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