可轉(zhuǎn)位刀片的轉(zhuǎn)位精度

發(fā)布日期：2012-08-29    蘭生客服中心    瀏覽：3787

對(duì)于可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片來(lái)說(shuō)，高精度轉(zhuǎn)位通常只在中等精度加工時(shí)才需要，這聽(tīng)上去
似乎有些矛盾。（本文中，轉(zhuǎn)位精度定義為將刀片換到一新的切削刃后測(cè)得的精度。）

產(chǎn)生這種矛盾的原因很簡(jiǎn)單，因?yàn)榈镀庥泻芏嘁蛩赜绊懠庸ぞ�，所以精確轉(zhuǎn)位對(duì)
極嚴(yán)格公差的加工是無(wú)甚意義的。也就是說(shuō)，假如加工公差非常緊，以致每次對(duì)片轉(zhuǎn)位后都
必須作調(diào)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(duì)其影響不大，則使用精密刀片就不值得。

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

影響可轉(zhuǎn)位精度的因素有許多，包括直接與刀片有關(guān)和與刀片無(wú)關(guān)的因素。

一、刀桿的磨損或損壞



刀桿的問(wèn)題很容易使刀片失去精度。假如刀片槽因磨損而變大或產(chǎn)生任何形式的變形，
則轉(zhuǎn)位后的刀片位置會(huì)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(zhuǎn)位精度。

圖1中刀桿A為90°主偏角，與刀桿D相比，轉(zhuǎn)位精度易受刀片誤差的影響。當(dāng)然這種差
別是很小的，但與其他誤差累積起來(lái)也會(huì)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(gè)公差范圍已被證明對(duì)于限制刀片的走動(dòng)是最恰當(dāng)?shù)�。從�?duì)轉(zhuǎn)位精度的影響來(lái)看，刀槽角小一度比大一度要好，可參見(jiàn)圖2。

左圖的刀槽角為+1°，刀片會(huì)以其后刀尖為轉(zhuǎn)軸而走動(dòng)，便得切削刀尖產(chǎn)生大于-1°刀
槽角時(shí)的移動(dòng)（右圖）。后者的刀片只在其后端擺動(dòng)，移動(dòng)只圍繞靠近中心的一點(diǎn)進(jìn)行，切
削刀尖則很少轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)主偏角變大時(shí)（由于刀桿式樣不一），因刀片槽內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的影
響也將變大�！�

四、熱膨脹



鋼質(zhì)刀桿和硬質(zhì)含金刀片均會(huì)受熱膨脹，典型牌號(hào)的平直碳化鎢其線膨脹系數(shù)為2.66×
10-6in/in°F（注：1°F＝0.556K）。不使用冷卻液時(shí)，通常的工作溫度達(dá) 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(zhǎng)量（0.033mm）

假如刀片置于車(chē)床刀桿上形成60°主偏角，則當(dāng)?shù)镀瑴厣?50°F時(shí)，工件直徑將比切
削開(kāi)始時(shí)減少0.0026in．（0.066mm）。

鋼質(zhì)刀桿線膨脹系數(shù)大約2倍于碳化鎢，熱膨脹效果僅產(chǎn)生于從刀片到第一個(gè)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(duì)工作尺寸變化亦有較大
影響。

五、剛性



機(jī)床剛性好壞是一個(gè)難以評(píng)估，更難以預(yù)計(jì)的因素。刀片、刀桿、刀架、工件和機(jī)床都
有“讓位”現(xiàn)象，從而使整個(gè)系統(tǒng)成為彈性體。

要不是因?yàn)榈毒哂心p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(huì)增加，假如工件是細(xì)長(zhǎng)袖，增大的切削力會(huì)使工件產(chǎn)生偏斜，從而使其直徑變大。

根據(jù)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(gè)完全不受刀片精度影響的因素。

六、臟物和切屑



影響轉(zhuǎn)讓精度最重要的因素可能與刀桿或刀片的質(zhì)量都沒(méi)什么關(guān)系。在加工時(shí)，贓物和
切屑總是存在的，轉(zhuǎn)位時(shí)它們會(huì)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(jī)床操作者的注意程度成反比。

操作者可能認(rèn)為他清理刀片槽很仔細(xì)，但還是很容易在刀片后面留下0.001或0.002in的
灰塵或細(xì)切屑。這會(huì)使刀片相對(duì)工件前進(jìn)了一定量，意味著在車(chē)削時(shí)有0.002～0.004in的直
徑減小量。復(fù)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(jīng)濟(jì)可行性。若要使公差減小，成本會(huì)增加很多。
制造廠家通常在成本不致過(guò)高的基礎(chǔ)上盡可能地用較嚴(yán)的公差。

三角形刀片的尺寸和公差根據(jù)內(nèi)切圓直徑來(lái)分類，正方刀片則按對(duì)邊之間的尺寸和公差
來(lái)分類，這是幾種測(cè)量方式中最具可操作性的。按內(nèi)切圓公差來(lái)分類并不表示它可反映對(duì)片
的可轉(zhuǎn)位精度，因?yàn)槠渌牡镀叽绻钤谧罱K精度里也起著重要作用。








A
B
C
圖4


八、內(nèi)切圓誤差



理想的三角刀片是一個(gè)頂點(diǎn)為圓弧形的完全等邊三角形。然而內(nèi)切圓的尺寸并不能表明
此三角形是否完全等邊，因?yàn)橐粋�(gè)圓能和任意三角形內(nèi)切。

四方刀片應(yīng)是完全正方形，但是側(cè)面之間的尺寸并不能表示出此正方形是否完美，因?yàn)?BR>等邊的平行四邊形其對(duì)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(dòng)



刀片的刀尖必須由尺寸一致的圓弧構(gòu)成，這些圓弧應(yīng)精確定位，并精確地與刀片各邊相
切，見(jiàn)圖4A。

如果對(duì)稱性差，可能會(huì)導(dǎo)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(diǎn)對(duì)轉(zhuǎn)位誤差的作用不是太大，因?yàn)樗ㄟ^(guò)一個(gè)角度來(lái)產(chǎn)生影響。刀座厚度一般可
不考慮，因?yàn)樵诘稐U整個(gè)使用壽命期間，更換刀座的次數(shù)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(chǎn)生的變化。刀片頂部的高度
增加0.010in，用6°負(fù)前角在中心部位切削時(shí)刀片對(duì)工件的有效進(jìn)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(huì)減少，如圖中所示。





圖5

圖6


十一、時(shí)間的影響



圖6表明一些主要因素對(duì)加工尺寸的影響隨切削時(shí)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(zhuǎn)位時(shí)未能將刀座清理干凈，置放刀片時(shí)走動(dòng)等。有些因素如刀片
公差在切削時(shí)為常量，但切削刃的磨損、切削力的增加則隨切削時(shí)間的增加而變大。

結(jié)束語(yǔ)



不可能建立一個(gè)萬(wàn)能公式，用以精確得知何時(shí)該使用精密刀片，每一種加工都必須根據(jù)
各自的特點(diǎn)來(lái)加以考慮。但是，這是一個(gè)值得研究并會(huì)得到回報(bào)的領(lǐng)域。

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