MF5槽型——刀具的幾何角度因素

發(fā)布日期:2012-08-29    蘭生客服中心    瀏覽:2776

    當(dāng)嘗試對刀片的價值進(jìn)行評定時,需要知道加工過程中的幾件事情。
    首先,刀片的性能由硬質(zhì)合金的材質(zhì)等級決定,而材質(zhì)等級必須由使用者根據(jù)工件材料來選擇。這兩者之間的共性是切削速度。切削速度和硬質(zhì)合金材質(zhì)等級是在選擇時考慮其相互配合的兩個參數(shù)。
    其次,刀片的性能也非常依賴其幾何角度,而刀片的幾何角度必須根據(jù)所進(jìn)行的加工類型來選擇,如粗加工還是精加工。這里的共性指標(biāo)是幾何角度相關(guān)的切削工況(進(jìn)給量和切削深度)。
    在本文中,我想強(qiáng)調(diào)切削刃的幾何角度及如何正確地建立幾何角度和切削深度、進(jìn)給量和所進(jìn)行的加工類型之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。
    幾何角度類型
    硬質(zhì)合金刀片的幾何角度有兩種基本的類型。第一種被稱作微觀幾何角度或一種鋒利的微觀幾何角度,它距切削刃非常近。在形成切屑的那一刻,靠這部分的幾何角度來彎曲、折斷和切除。這些典型的“F”槽型生成短切屑。像這樣的切削刃的機(jī)械強(qiáng)度是相當(dāng)有限的——每樣?xùn)|西都集中在切削刃上,提高了脆性。這就要求我們在使用這種類型的槽型時限制切削深度和進(jìn)給量。
    另一種幾何角度的基本類型被稱作粗加工槽型或“R”槽型。粗加工槽型的大優(yōu)勢是它使切削刃的強(qiáng)度更好;缺點是我們讓排屑更自由,生成更長的切屑。
    最有意思的幾何角度是“F”和“R”槽型的組合。在山高,我們把這些組合的槽型稱作“M”槽型,例如新的MF5槽型。有了這些槽型,我們試圖找到機(jī)械強(qiáng)度和良好的斷屑能力盡可能最佳的組合。
    無論我們提供什么樣的槽型,我們總是能讓它工作,只要我們遵循一些有關(guān)切削工況(即切削深度和進(jìn)給量)的基本原則。
    切削深度的基本原則是它絕不能小于刀片的刀尖圓弧半徑。例如,如果你使用的刀片的刀尖圓角為0.8 mm,最小切削深度通常應(yīng)該是0.8mm。但是,在精加工時,我們必須接受這一總是生成長切屑的自然趨勢,因為我們的用量低于這個限制值。
    選擇的切削深度也不能太高,因為我們會冒刀片機(jī)械負(fù)荷超載的風(fēng)險并將最終導(dǎo)致刀片破壞。
    基本原則是切削深度絕不能超過切削刃的有效長度(對于如“V“形刀片之類更易碎的刀片,我們必須進(jìn)一步降低那個數(shù)值)。
    對于一片刀片,我們必須考慮的另一件事是進(jìn)給量。通常,進(jìn)給量的最大值是刀片的刀尖圓弧半徑的一半。例如,如果你有一種刀片的刀尖圓弧半徑是0.8mm,通常我們使用的進(jìn)給量絕不能高于0.4mm。
    修光刃刀片
    對于所謂的“修光刃”刀片的需求在不斷增加。修光刃提供了克服這種進(jìn)給量限制的可能性并能應(yīng)用更高的進(jìn)給量(以較小的切削深度),即使刀片具有較小的刀尖圓弧半徑。牢記,當(dāng)你需求生產(chǎn)率最大化時,這是很重要的。
    進(jìn)給量不能太小,因為切削刃將不能切削而且加工隨即減為摩擦過程。對于某些“F“槽型,我們能獲得非常低的進(jìn)給量,因為這些切削刃是針對非常低的進(jìn)給量進(jìn)行專門開發(fā)的。
    另一個非常重要的因素是切削深度和進(jìn)給量之間的比值,用以獲得成形良好的切屑,如不太長也不太短的切屑。切削深度與進(jìn)給量的比值也應(yīng)該在某個范圍之內(nèi);谟⒅朴嬃康拈L切屑材料,切削深度與進(jìn)給量的比值應(yīng)該在5到15之間。
    通常,我們認(rèn)為切削深度與進(jìn)給量的理想比值約為10。例如,如果我們已經(jīng)選擇了進(jìn)給量約為0.3mm,與其結(jié)合使用的理想切削深度將是3mm。
    理想的比值
    所有這些考慮因素,當(dāng)被一起放在一張圖上,就是我們大多數(shù)客戶所熟知的斷屑圖。切削深度不能太高也不能太低;切削深度與進(jìn)給量的比值應(yīng)該接近形成正確切屑形狀的理想狀態(tài),而且這兩者的數(shù)值不能太高,因為不然的話我們將冒刀片破壞的風(fēng)險?匆幌聰嘈紙D,你能直接地看出如何解決斷屑問題。如果你正在使用的這些參數(shù)超出范圍,問題就將產(chǎn)生。
    當(dāng)然,幾何角度對于車削加工的影響有很多內(nèi)容可講。切削刃的幾何角度是切削刃本身的幾何角度、斷屑槽型和刀尖幾何角度的總和。正確選擇幾何角度的最佳組合為進(jìn)一步優(yōu)化選擇提供了很多種可行性。
    如果用戶希望再向前一步并恰好需要一些經(jīng)過技術(shù)優(yōu)化的刀片,這也可能使用如MF5這樣的新槽型。
    在切削區(qū),我們看到“MF”槽型表現(xiàn)出它是一種相當(dāng)鋒利的槽型;使用這種類型的刀片,切削力及那些與切削力相關(guān)的參數(shù)是相對較低的。這種鋒利的切削刃與一種我們稱作“R”槽型的幾何角度相結(jié)合,就在距切削刃的十分之幾毫米處。它是一種為切屑順暢地形成提供一些空間的幾何角度,進(jìn)一步降低了作用在切削刃上的切削力。
    在這個方面,MF5槽型是一種機(jī)械強(qiáng)度相當(dāng)好且在選擇切削深度和進(jìn)給量時給我們更多的確定性,結(jié)果使切削力更低。在車削時,這是一種非常引人關(guān)注的情形,因為我們還進(jìn)一步降低了振動的風(fēng)險,我們不必需要太多的功率來使刀片工作,而且我們也沒有太多讓工件或刀具產(chǎn)生彎曲變形的風(fēng)險。
    如果我們朝著刀片的刀尖看過去,我們能看到兩個小的凸臺,它通過限制切屑從切削刃上排出的自由度來提供良好的切屑控制。在刀片前刀面上的那兩個凸臺在某種程度上為我們提供了神秘的優(yōu)勢;與冷卻液的壓力結(jié)合在一起,它們朝著刀尖方向推過去,形成一種“壓力艙”。我們能看到冷卻液會進(jìn)入到壓力艙,在切屑的底邊上生成額外的壓力并進(jìn)一步將其抬升。這個壓力有利于切屑的折斷。這是我們第一次看到這種類型的槽型,而這肯定會為加工的優(yōu)化提供非常大的優(yōu)勢。通過使用這種槽型,生成過長切屑的風(fēng)險被極大地降低。
    如果被正確地使用,我們在MF5內(nèi)設(shè)計的切削幾何角度是針對金屬加工的現(xiàn)代思想進(jìn)行“定制”的。

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