可轉位刀片的轉位精度

發(fā)布日期：2012-08-29    蘭生客服中心    瀏覽：3801

對于可轉位硬質合金刀片來說，高精度轉位通常只在中等精度加工時才需要，這聽上去
似乎有些矛盾。（本文中，轉位精度定義為將刀片換到一新的切削刃后測得的精度。）

產生這種矛盾的原因很簡單，因為刀片之外有很多因素影響加工精度，所以精確轉位對
極嚴格公差的加工是無甚意義的。也就是說，假如加工公差非常緊，以致每次對片轉位后都
必須作調整的話，則使用普通刀片更為合算。

另一方面，假如加工公差非常寬，刀片精度對其影響不大，則使用精密刀片就不值得。

只有一個例外，即把工件粗加工至下公差尺寸時（由于下面工序的需要），須采用精密
刀片，以免切出尺寸過小而造成報廢。

影響可轉位精度的因素有許多，包括直接與刀片有關和與刀片無關的因素。

一、刀桿的磨損或損壞



刀桿的問題很容易使刀片失去精度。假如刀片槽因磨損而變大或產生任何形式的變形，
則轉位后的刀片位置會有較大的差別。

二、刀桿的式樣



不同的刀桿其主偏角也不同，這也能影響轉位精度。

圖1中刀桿A為90°主偏角，與刀桿D相比，轉位精度易受刀片誤差的影響。當然這種差
別是很小的，但與其他誤差累積起來也會變得很可觀。

圖1







圖2

圖3


三、刀槽角



刀桿上的刀片槽也有其公差范圍。三角形刀片的刀槽角通常為60°-1°，而正方形刀片則為90°-1°，這個公差范圍已被證明對于限制刀片的走動是最恰當的。從對轉位精度的影響來看，刀槽角小一度比大一度要好，可參見圖2。

左圖的刀槽角為+1°，刀片會以其后刀尖為轉軸而走動，便得切削刀尖產生大于-1°刀
槽角時的移動（右圖）。后者的刀片只在其后端擺動，移動只圍繞靠近中心的一點進行，切
削刀尖則很少轉動。當主偏角變大時（由于刀桿式樣不一），因刀片槽內的轉動而產生的影
響也將變大�！�

四、熱膨脹



鋼質刀桿和硬質含金刀片均會受熱膨脹，典型牌號的平直碳化鎢其線膨脹系數為2.66×
10-6in/in°F（注：1°F＝0.556K）。不使用冷卻液時，通常的工作溫度達 750°F。在室溫
下，所選三角刀片的高度為0.19in。




因此有：








750°F


－72°F（室溫）


678°F溫升


及2.66×10-6in×678×0.719＝0.0013in.伸長量（0.033mm）

假如刀片置于車床刀桿上形成60°主偏角，則當刀片溫升至750°F時，工件直徑將比切
削開始時減少0.0026in．（0.066mm）。

鋼質刀桿線膨脹系數大約2倍于碳化鎢，熱膨脹效果僅產生于從刀片到第一個刀桿夾緊
螺栓之間的部分。刀桿溫升不像刀片那么大，但是刀桿的熱膨脹對工作尺寸變化亦有較大
影響。

五、剛性



機床剛性好壞是一個難以評估，更難以預計的因素。刀片、刀桿、刀架、工件和機床都
有“讓位”現(xiàn)象，從而使整個系統(tǒng)成為彈性體。

要不是因為刀具有磨損現(xiàn)象，一般不要考慮這種彈位變形。但是隨著刀具的磨損、切削
力就會增加，假如工件是細長袖，增大的切削力會使工件產生偏斜，從而使其直徑變大。

根據系統(tǒng)的剛性和公差要求，這一因素造成的后果可能重要，也可能不重要。然而，這
是一個完全不受刀片精度影響的因素。

六、臟物和切屑



影響轉讓精度最重要的因素可能與刀桿或刀片的質量都沒什么關系。在加工時，贓物和
切屑總是存在的，轉位時它們會送到刀片下面。它們所造成的麻煩與清理刀片槽的難易程度
成正比，與機床操作者的注意程度成反比。

操作者可能認為他清理刀片槽很仔細，但還是很容易在刀片后面留下0.001或0.002in的
灰塵或細切屑。這會使刀片相對工件前進了一定量，意味著在車削時有0.002～0.004in的直
徑減小量。復雜的刀桿難以清理，更使這種狀況惡化。

七、刀片誤差



刀片必須按公差制造，所選公差須具經濟可行性。若要使公差減小，成本會增加很多。
制造廠家通常在成本不致過高的基礎上盡可能地用較嚴的公差。

三角形刀片的尺寸和公差根據內切圓直徑來分類，正方刀片則按對邊之間的尺寸和公差
來分類，這是幾種測量方式中最具可操作性的。按內切圓公差來分類并不表示它可反映對片
的可轉位精度，因為其他的刀片尺寸公差在最終精度里也起著重要作用。








A
B
C
圖4


八、內切圓誤差



理想的三角刀片是一個頂點為圓弧形的完全等邊三角形。然而內切圓的尺寸并不能表明
此三角形是否完全等邊，因為一個圓能和任意三角形內切。

四方刀片應是完全正方形，但是側面之間的尺寸并不能表示出此正方形是否完美，因為
等邊的平行四邊形其對邊尺寸也相等。

精制的刀片有很高的幾何精度，但少量的差異也是不可避免的。

九、刀尖變動



刀片的刀尖必須由尺寸一致的圓弧構成，這些圓弧應精確定位，并精確地與刀片各邊相
切，見圖4A。

如果對稱性差，可能會導致某些誤差；

刀尖圓弧太突出或大縮入（圖4B）。

刀尖圓弧可能偏左或偏右（圖4C）。

十、刀片與刀座厚度



這—點對轉位誤差的作用不是太大，因為它通過一個角度來產生影響。刀座厚度一般可
不考慮，因為在刀桿整個使用壽命期間，更換刀座的次數是很少的。

圖5表明一塊下偏差的刀片被一塊上偏差的刀片替換后所產生的變化。刀片頂部的高度
增加0.010in，用6°負前角在中心部位切削時刀片對工件的有效進給增加了0.001in。如果刀
具為正前角，若把最薄刀片換成最厚，切削深度會減少，如圖中所示。





圖5

圖6


十一、時間的影響



圖6表明一些主要因素對加工尺寸的影響隨切削時間的增加而增加，總效果通常是累加
的�！叭藶椤币蛩匕ㄈ甾D位時未能將刀座清理干凈，置放刀片時走動等。有些因素如刀片
公差在切削時為常量，但切削刃的磨損、切削力的增加則隨切削時間的增加而變大。

結束語



不可能建立一個萬能公式，用以精確得知何時該使用精密刀片，每一種加工都必須根據
各自的特點來加以考慮。但是，這是一個值得研究并會得到回報的領域。

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