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數控車刀能用在普通車床上面嗎?
答案是肯定的,數控車刀可以作為普通車刀使用;由于數控車床的剛性較普通車床要高很多,切削速度與吃刀量也高了不少,對車刀的要求相應就更高了;所以很顯然的數控車刀的機械性能較普通車刀要高,故數控車刀可以作為普通車刀使用,但普通車刀卻不能作為數控車刀使用!
普通車刀與數控車刀的相對優勢和劣勢?
優勢:
普通車刀:價格便宜
數控車刀:刀片與刀架的模塊化設計,換刀之后能保證刀具的一致性,不用每次都重新對刀,且 效率高;刀片多采用硬度更高機械性能更好的新材料,能切削的范圍更廣,壽命更 長,不用磨刀
劣勢:
普通車刀:使用要求高,至少得會磨刀;每次磨刀之后都得重新對刀;生產效率較低
數控車刀:價格較普通車刀貴幾倍,但較前幾年已經降了很多了
未來的發展方向?
數控車刀由于她寬泛的使用范圍已逐漸出現在普通車床的刀架上,未來隨著工業成本的降低,數控車刀的使用將會越來越廣泛,畢竟這年頭會磨刀磨好刀的師傅已經不多了。
車刀種類和用途
一、車刀是應用最廣的一種單刃刀具,也是學習、分析各類刀具的基礎。 車刀用于各種車床上,加工外圓、內孔、端面、螺紋、車槽等。 車刀按結構可分為整體車刀、焊接車刀、機夾車刀、可轉位車刀和成型車刀。其中可轉位車刀的應用日益廣泛,在車刀中所占比例逐漸增加。
二、硬質合金焊接車刀 所謂焊接式車刀,就是在碳鋼刀桿上按刀具幾何角度的要求開出刀槽,用焊料將硬質合金刀片焊接在刀槽內,并按所選擇的幾何參數刃磨后使用的車刀。
三、機夾車刀 機夾車刀是采用普通刀片,用機械夾固的方法將刀片夾持在刀桿上使用的車刀。此類刀具有如下特點:
(1)刀片不經過高溫焊接,避免了因焊接而引起的刀片硬度下降、產生裂紋等缺陷,提高了刀具的耐用度。
(2)由于刀具耐用度提高,使用時間較長,換刀時間縮短,提高了生產效率。
(3)刀桿可重復使用,既節省了鋼材又提高了刀片的利用率,刀片由制造廠家回收再制,提高了經濟效益,降低了刀具成本。
(4)刀片重磨后,尺寸會逐漸變小,為了恢復刀片的工作位置,往往在車刀結構上設有刀片的調整機構,以增加刀片的重磨次數。
(5)壓緊刀片所用的壓板端部,可以起斷屑器作用。
四、可轉位車刀 可轉位車刀是使用可轉位刀片的機夾車刀。一條切削刃用鈍后可迅速轉位換成相鄰的新切削刃,即可繼續工作,直到刀片上所有切削刃均已用鈍,刀片才報廢回收。更換新刀片后,車刀又可繼續工作。
1.可轉位刀具的優點 與焊接車刀相比,可轉位車刀具有下述優點:
(1)刀具壽命高 由于刀片避免了由焊接和刃磨高溫引起的缺陷,刀具幾何參數完全由刀片和刀桿槽保證,切削性能穩定,從而提高了刀具壽命。
(2)生產效率高 由于機床操作工人不再磨刀,可大大減少停機換刀等輔助時間。
(3)有利于推廣新技術、新工藝 可轉位刀有利于推廣使用涂層、陶瓷等新型刀具材料。
(4)有利于降低刀具成本 由于刀桿使用壽命長,大大減少了刀桿的消耗和庫存量,簡化了刀具的管理工作,降低了刀具成本。
2.可轉位車刀刀片的夾緊特點與要求
(1)定位精度高 刀片轉位或更換新刀片后,刀尖位置的變化應在工件精度允許的范圍內。
(2)刀片夾緊可靠 應保證刀片、刀墊、刀桿接觸面緊密貼合,經得起沖擊和振動,但夾緊力也不宜過大,應力分布應均勻,以免壓碎刀片。
(3)排屑流暢刀片前面上最好無障礙,保證切屑排出流暢,并容易觀察。
(4)使用方便轉換刀刃和更換新刀片方便、迅速。對小尺寸刀具結構要緊湊。 在滿足以上要求時,盡可能使結構簡單,制造和使用方便。
五、成形車刀 成形車刀是加工回轉體成形表面的專用刀具,其刃形是根據工件廓形設計的,可用在各類車床上加工內外回轉體的成形表面。 用成形車刀加工零件時可一次形成零件表面,操作簡便、生產率高,加工后能達到公差等級IT8~IT10、粗糙度為10~5μm,并能保證較高的互換性。但成形車刀制造較復雜、成本較高,刀刃工作長度較寬,故易引起振動。 成形車刀主要用在加工批量較大的中、小尺寸帶成形表面的零件。
工欲善其事,必先利其器,為了在車床上做良好的切削,正確地準備和使用刀具是很重要的工作。不同的工作需要不同形狀的車刀,切削不同的材料要求刀口具不同的刀角,車刀和工作物的位置和速度應有一定相對的關系,車刀本身也應具備足夠的硬度、強度而且耐磨、耐熱。因此,如何選擇車刀材料,刀具角度之研磨都是重要的考慮因素。
車刀的種類和用途
刀具材質的改良和發展是今日金屬加工發展的重要課題之一,因為良好的刀具材料能有效、迅速的完成切削工作,并保持良好的刀具壽命。一般常用車刀材質有下列幾種:
1高碳鋼: 高碳鋼車刀是由含碳量0.8%~1.5%之間的一種碳鋼,經過淬火硬化后使用,因切削中的摩擦四很容易回火軟化,被高速鋼等其它刀具所取代。一般僅適合于軟金屬材料之切削,常用者有SK1,SK2、、、、SK7等。
2 高速鋼: 高速鋼為一種鋼基合金俗名白車刀,含碳量0.7~0.85%之碳鋼中加入W、Cr、V及Co等合金元素而成。例如18-4-4高速鋼材料中含有18%鎢、4%鉻以及4%釩的高速鋼。高速鋼車刀切削中產生的摩擦熱可高達至6000C,適合轉速1000rpm以下及螺紋之車削,一般常用高速鋼車刀如SKH2、SKH4A、SKH5、SKH6、SKH9等。
3 非鑄鐵合金刀具: 此為鈷、鉻及鎢的合金,因切削加工很難,以鑄造成形制造,故又叫超硬鑄合金,最具代表者為stellite,其刀具韌性及耐磨性極佳,在8200C溫度下其硬度仍不受影響,抗熱程度遠超出高速鋼,適合高速及較深之切削工作。
4燒結碳化刀具: 碳化刀具為粉未冶金的產品,碳化鎢刀具主要成分為50%~90%鎢,并加入鈦、鉬、鉭等以鈷粉作為結合劑,再經加熱燒結完成。碳化刀具的硬度較任何其它材料均高,有最硬高碳鋼的三倍,適用于切削較硬金屬或石材,因其材質脆硬,故只能制成片狀,再焊于較具韌性之刀柄上,如此刀刃鈍化或崩裂時,可以更換另一刀口或換新刀片,這種夠車刀稱為舍棄式車刀。
碳化刀具依國際標準(ISO)其切削性質的不同,分成P、M、K三類,并分別以藍、黃、紅三種顏色來標識: P類適于切削鋼材,有P01、P10、P20、P30、P40、P50六類,P01為高速精車刀,號碼小,耐磨性較高,P50為低速粗車刀,號碼大,韌性高,刀柄涂藍色以識別之。 K類適于切削石材、鑄鐵等脆硬材料,有K01、K10、K20、K30、K40五類,K01為高速精車刀,K40為低速粗車刀,此類刀柄涂以紅色以識別。 M類介于P類與K類之間,適于切削韌性較大的材料如不?袗?等,此類刀柄涂以黃色來識別之。
5 陶瓷車刀: 陶瓷車刀是由氧化鋁粉未,添加少量元素,再經由高溫燒結而成,其硬度、抗熱性、切削速度比碳化鎢高,但是因為質脆,故不適用于非連續或重車削,只適合高速精削。
6 鉆石刀具:作高級表面加工時,可使用圓形或表面有刃緣的工業用鉆石來進行光制。可得到更為光滑的表面,主要用來做銅合金或輕合金的精密車削,在車削時必須使用高速度,最低需在60~100m/min,通常在200~300m/min。
7 氧化硼:立方晶氧化硼(CBN)是近年來推廣的材料,硬度與耐磨性僅次于鉆石,此刀具適用于加工堅硬、耐磨的鐵族合金和鎳基合金、鈷基合金。
車刀形狀及使用情形
1 一般使用之車刀尖型式有下列幾種:
(1)粗車刀:主要是用來切削大量且多余部份使工作物直徑接近需要的尺寸。粗車時表面光度不重要,因此車刀尖可研磨成尖銳的刀峰,但是刀峰通常要有微小的圓度以避免斷裂。
(2)精車刀:此刀刃可用油石礪光,以便車出非常圓滑的表面光度,一般來說精車刀之圓鼻比粗車刀大。
(3)圓鼻車刀:可適用許多不同型式的工作是屬于常用車刀,磨平頂面時可左右車削也可用來車削黃銅。此車刀也可在肩角上形成圓弧面,也可當精車刀來使用。
(4)切斷車刀:只用端部切削工作物,此車刀可用來切斷材料及車度溝槽。
(5)螺絲車刀(牙刀):用于車削螺桿或螺帽,依螺紋的形式分60度,或55度V型牙刀,29度梯形牙刀、方形牙刀。
(6)搪孔車刀:用以車削鉆過或鑄出的孔。達至光制尺寸或真直孔面為目的。
(7)側面車刀或側車刀:用來車削工作物端面,右側車刀通常用在精車軸的未端,左側車則用來精車肩部的左側面。
2因工件之加工方式不同而采用不同的刀刃外形,一般可區分為:
(1)右手車刀:由右向左,車削工件外徑。
(2)左手車刀:由左向右,車削工件外徑。
(3)圓鼻車刀:刀刃為圓弧形,可以左右方向車削,適合圓角或曲面之車削。
(4)右側車刀:車削右側端面。
(5)左側車刀:車削左側端面。
(6)切斷刀:用于切斷或切槽。
(7)內孔車刀:用于車削內孔。
(8)外螺紋車刀:用于車削外螺紋。
(9)內螺紋車刀:用于車削內螺紋。
車刀各部位名稱及功能
車刀屬于單鋒刀具,因車削工作物形狀不同而有很多型式,但它各部位的名稱及作用卻是相同的。一支良好的車刀必須具有剛性良好的刀柄及鋒利的刀鋒兩大部份。車刀的刀刃角度,直接影響車削效果,不同的車刀材質及工件材料、刀刃的角度亦不相同。車床用車刀具有四個重要角度,即前間隙角、邊間隙角、后斜角及邊斜角。
1前間隙角自刀鼻往下向刀內傾斜的角度為前間隙角,因有前間隙角,工作面和刀尖下形成一空間,使切削作用集中于刀鼻。若此角度太小,刀具將在表面上摩擦,而產生粗糙面,角度太大,刀具容易發生震顫,使刀鼻碎裂無法光制。裝上具有傾斜中刀把的車刀磨前間隙角時,需考慮刀把傾斜角度。高速鋼車刀此角度約8~10度之間,碳化物車刀則在6~8度之間。
2邊間隙角刀側面自切削邊向刀內傾斜的角度為邊間隙角。邊間隙角使工作物面和刀側面形成一空間使切削作用集中于切削邊提高切削效率。高速鋼車刀此角度約10~12度之間。
3后斜角從刀頂面自刀鼻向刀柄傾斜的角度為后斜角。此角度主要是在引導排屑及減少排屑阻力。切削一般金屬,高速鋼車刀一般為8~16度,而碳化物車刀為負傾角或零度。
4邊斜角從刀頂面自切削邊向另一邊傾斜,此傾斜面和水平面所成角度為邊斜角。此角度是使切屑脫離工作物的角度,使排屑容易并獲得有效之車削。切削一般金屬,高速鋼車刀此角度大約為10~14度,而碳化物車刀可為正傾角也可為負傾角。
5刀端角刀刃前端與刀柄垂直之角度。此角度的作用為保持刀刃前端與工件有一間隙避免刀刃與工件磨擦或擦傷已加工之表面。
6切邊角刀刃前端與刀柄垂直之角度,其作用為改變切層的厚度。同時切邊角亦可改變車刀受力方向,減少進刀阻力,增加刀具壽命,因此一般粗車時,宜采用切邊角較大之車刀,以減少進刀阻力,增加切削速度。
7刀鼻半徑刀刃最高點之刀口圓弧半徑。刀鼻半徑大強度大,用于大的切削深度,但容易產生高頻振動。
車刀的刃磨小知識
1.砂輪的選用
(1)氧化鋁砂輪:呈白色,其砂粒韌性好,比較鋒利,但硬度稍低,適用于刃磨高速鋼與硬質合金的刀桿部分。氧化鋁砂輪也叫剛玉。
(2)碳化硅砂輪:呈綠色,其砂粒硬度高,切削性能好,但較脆,適用于刃磨硬質合金車刀。砂輪的粗細以粒度表示,粗磨時用粗粒度,精磨時用細粒度。
2.車刀的刃磨的方法和步驟
(1)先磨去前面、后面上的焊渣,并將車刀底面磨平。可用粒度號為24-36號的氧化鋁砂輪。
(2)粗磨主后面和副后面的刀柄部分。刃磨時,在砂輪的外圓柱略高于砂輪中心的水平位置將車刀翹起一個比刀體上后角大20-30的角度,并作左右緩慢移動,以便刃磨刀體上的主后角和副后角。可選粒度為24-36,硬度為中軟的氧化鋁砂輪。
(3)粗磨刀體上的主后面。磨后刀面時,刀柄應與砂輪軸線保持平行,同時刀體的底平面向砂輪方向傾斜一個比主后角大20的角度。刃磨時,先把車刀已磨好的后隙面靠在砂輪的外圓上,以接近砂輪的中心位置為刃磨的起始位置,然后使刃磨繼續向砂輪靠近,并作左右緩慢移動。當砂輪磨至刀刃處即可結束。這樣可同時磨出主偏角與主后角。可選用36-60號的碳化硅砂輪。
(4)粗磨刀體上的副后角。磨副后面時,刀柄尾部應向右轉過一個副偏角的角度,同時車刀底平面向砂輪方向傾斜一個比副后角大20的角度,具體刃磨方法與粗磨刀體上主后面大體相同,不同的是粗磨副后面時砂輪應磨到刀尖處為止。也可同時磨出副偏角和副后角。
(5)粗磨前面。以砂輪的端面粗磨出車刀的前面,并在磨前面的同時磨出前角。
(6)磨斷屑槽。斷屑槽有兩種,一種是直線型,適用于切削較硬的材料;一種是圓弧型,適用于較軟的材料。手工刃磨的斷屑槽一般為圓弧型,須將砂輪的外圓和端面的交角處用修砂輪的金剛石筆修磨成相應的圓弧。若刃磨出直線型斷屑槽,則砂輪的交角須修磨得很尖銳。刃磨時可向下磨或向上磨,但選擇刃磨斷屑槽部位時,應考慮留出刀頭倒棱的寬度。
刃磨斷屑槽的注意事項:砂輪交角處應經常保持尖銳或具有一定形狀的圓弧,當砂輪的棱邊有較大的棱角時,應及時修整。刃磨的起點位置應該與刀尖、主切削刃離開一定的距離,與主切削刃的距離為斷屑槽寬度的一半加上倒棱的寬度。刃磨時,注意不能用力過大,車刀沿刀柄方向緩慢移動。尺寸小的一次成形,尺寸大的可分為粗磨與精磨兩個過程磨削成形。
(7)精磨主后面與副后面。精磨前最好修整好砂輪,保持砂輪平穩旋轉,車刀的底平面靠在調整好的托架上,并使切削刃輕輕靠在砂輪端面上,沿砂輪的端面緩慢左右移動。可選項用粒度為180-200號的砂輪。
(8)磨負倒棱。負倒棱的傾斜角度為-50--100,寬度b=(0.5-0.8)f。對于采用較在前角的硬質合金車刀,以及強度硬度特別低的材料不宜采用負倒棱。 磨負倒棱時,用力輕微,要使主切削刃的后端向刀尖方向擺動。刀磨時可采用直磨法和橫磨法,最好采用直磨法。
(9)磨過渡刃。磨過渡刃與磨后刀面的方法相同,刃磨車削較硬材料的車刀時,也可在過渡刃上磨出負倒棱。
(10)車刀的手工研磨。用油石研磨,要求動作平穩,用力均勻。
3.刃磨車刀的姿勢及方法是
(1)人站立在砂輪機的側面,以防砂輪碎裂時,碎片飛出傷人;
(2)兩手握刀的距離放開,兩肘夾緊腰部,以減小磨刀時的抖動;
(3)磨刀時,車刀要放在砂輪的水平中心,刀尖略向上翹約3°~8°,車刀接觸砂輪后應作左右方向水平移動。當車刀離開砂輪時,車刀需向上抬起,以防磨好的刀刃被砂輪碰傷;
(4)磨后刀面時,刀桿尾部向左偏過一個主偏角的角度;磨副后刀面時,刀桿尾部向右偏過一個副偏角的角度;
(5)修磨刀尖圓弧時,通常以左手握車刀前端為支點,用右手轉動車刀的尾部。
4.磨刀安全知識
(1)刃磨刀具前,應首先檢查砂輪有無裂紋,砂輪軸螺母是否擰緊,并經試轉后使用,以免砂輪碎裂或飛出傷人。
(2)刃磨刀具不能用力過大,否則會使手打滑而觸及砂輪面,造成工傷事故。
(3)磨刀時應戴防護眼鏡,以免砂礫和鐵屑飛入眼中。
(4)磨刀時不要正對砂輪的旋轉方向站立,以防意外。
(5)磨小刀頭時,必須把小刀頭裝入刀桿上。
(6)砂輪支架與砂輪的間隙不得大于3mm,入發現過大,應調整適當。
5.車刀在刃磨時要不要加水
車刀磨的時候和車的時候不能碰水,因為這樣會影響它的性能。如果你磨車刀,它在硬質合金的局部會有溫度聚集很高,因為硬質合金基體不能像高速鋼那樣散熱快,如果一遇冷水的話相當于短時間淬火,影響它的熱硬性,且容易產生局部裂紋。但高速鋼卻正相反,為了不把它磨糊,要勤用水來降溫。硬質合金在800度以上,突然遇冷水會崩裂。
注意:刃磨時應站在砂輪的側面進行刃磨。