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發(fā)表于 2014-11-21 08:34:32
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隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的形成和不斷完善,，產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈,。在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，如何降低制造成本是提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵,。產(chǎn)品的成本一般應(yīng)包括原材料費(fèi),、工具消耗費(fèi)、機(jī)床磨損折舊費(fèi),、水電費(fèi),、人工工資和其他管理費(fèi)等。這些大都和單位時(shí)間的產(chǎn)品制造個(gè)數(shù)有關(guān),，因此,，提高產(chǎn)品加工效率是降低產(chǎn)品成本的最有效措施,。
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6 s. R6 l4 j8 R' `# y3 T- v4 _1 s1. 修光刃刀片的概念與特征
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. C9 a* [0 v/ e7 E! t$ [, j0 B1 g4 Q8 Q圖1給出了修光刃的概念。其中圖1a表示標(biāo)準(zhǔn)刀尖半徑和已加工表面的幾何形狀,。根據(jù)表面粗糙度Ra定義,，在車削加工的場(chǎng)合Ra就是刀尖形狀復(fù)印在工件已加工表面所形成“山”的高度。一般表面粗糙度可由經(jīng)驗(yàn)公式給出,。" o; y' h' ~$ O/ s. R: i
+ f# ~8 d% H% S" A7 L) p" F圖1; l/ x" N% z7 B1 P7 A4 d7 b- I- v
3 D2 b/ ?/ }* ?# hRa= fn26 }4 U ?# N3 Q
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5 E; u% G5 F7 H; _4 e5 ^0 p# X式中：fn——進(jìn)給量,；re——刀尖半徑
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% ~0 E, {6 l3 |2 s減小進(jìn)給量或增加刀尖半徑均可減小表面粗糙度值，但前者會(huì)降低生產(chǎn)效率,，而后者會(huì)使切削力增大,。
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0 f3 A1 ~" |, s4 F不減小進(jìn)給量而又要降低表面粗糙度值，只有減小副偏角的角度(目的是削平“山頂”的高度),。修光刃刀片就是基于這種思想而開發(fā)出來(lái)的高效加工用刀片,。它的基本設(shè)計(jì)思想是在標(biāo)準(zhǔn)刀片的最大允許刀尖半徑公差范圍內(nèi)調(diào)整刀尖的幾何形狀，使其近似于橢圓形狀,。 `0 ?$ V: O6 x9 I/ e) V2 ]
4 \- O/ U- ^& g2 Q9 @' D0 U$ X圖1b表示的是修光刃刀片以與標(biāo)準(zhǔn)刀片同樣的進(jìn)給量進(jìn)行切削時(shí)所形成的已加工表面形狀,。此時(shí)其加工效率與標(biāo)準(zhǔn)刀片相同，但表面粗糙度值減小一半,。圖1c表示的是修光刃刀片以2倍標(biāo)準(zhǔn)刀片的進(jìn)給量進(jìn)行切削時(shí)所形成的已加工表面形狀,。與圖1b相對(duì)應(yīng)，此時(shí)是表面粗糙度值相同,，但加工效率提高一倍,。 ( U; G7 F0 \6 F; {& ?
* O$ k5 J5 D/ H% u因此，使用修光刃刀片的優(yōu)點(diǎn)就在于實(shí)現(xiàn)了“加工時(shí)間減半,，表面質(zhì)量倍增”,。另外，有些場(chǎng)合可以省掉磨削工序,，即實(shí)現(xiàn)了“以車代磨”,。 6 E3 Y' y+ V a; C. _' E
. D; g/ n0 r+ Z' c" B& }2. 修光刃刀片與標(biāo)準(zhǔn)刀片在已加工表面粗糙度方面的性能比較
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假設(shè)普通標(biāo)準(zhǔn)刀片的刀尖形狀為理想圓，修光刃刀片的刀尖形狀為理想橢圓,，依據(jù)圖2可分別求出使用兩種刀片時(shí)已加工表面粗糙度的理論值,。7 D; C( y8 Q3 p
; Z% _1 T0 R$ {; v: m8 l+ x& s* A圖22 v, G! Y% N2 `, D; N
. i2 n# V! M* o1 H標(biāo)準(zhǔn)刀片時(shí)，Ras＝re－[re2- fn2 ]½- G* T. R4 ^ J. S# s1 q
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修光刃刀片時(shí),，,，Raw＝re－[re2-( re·fn )2]½8 F6 O# U) u0 _
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把修光刃刀片幾何槽型按用途大致分類主要有兩種。一種是用于半精加工以提高生產(chǎn)加工效率為目的,；另一種是用于精加工以減少表面粗糙度值為目的,。例如山特維克可樂滿公司的WM和WF槽型，瓦爾特的NM和NF槽型,。
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圖3和圖4分別是半精加工和精加工場(chǎng)合時(shí)的修光刃刀片與標(biāo)準(zhǔn)刀片在表面粗糙度方面的性能比較,�,？梢钥闯鲈谕惹邢鳁l件下用修光刃片WM、WF加工的零件的表面粗糙度值與標(biāo)準(zhǔn)刀片PM,、PA相比要小一半以上,，進(jìn)給量越大這種效果越明顯。換一個(gè)角度來(lái)看,，在保證同等表面粗糙度的前提下,，使用修光刃刀片可以把進(jìn)給量提高2倍以上。以圖4的PF與WF為例,，當(dāng)前者進(jìn)給量fn=0.1mm/r時(shí),，表面粗糙度Ra為5μm。后者在維持表面粗糙度Ra=5μm不變的條件下,，其進(jìn)給量可以提高到fn=0.3mm/r,。充分證明了修光刃刀片所具有的“加工時(shí)間減半，表面質(zhì)量倍增”性能,。
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圖3 圖4$ Y6 Q1 j- r! D* |
2 M/ c) a' ~! j1 g+ z" Q$ L3. 修光刃刀片與標(biāo)準(zhǔn)刀片在切削力上的比較 8 _: _6 d7 y5 A7 j
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由于修光刃刀片在刀尖半徑形狀上做了調(diào)整,，因此客戶比較關(guān)心的問題是修光刃刀片在切削力上同標(biāo)準(zhǔn)刀片相比有什么不同。
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圖5是精加工用修光刃刀片與標(biāo)準(zhǔn)刀片在切削力上的比較,。其中Fpf和Fwf分別代表標(biāo)準(zhǔn)刀片和修光刃刀片的切削力,。表明切削力隨著進(jìn)給量的增加而增加。只是前者的切削力比后者略大,。大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,，修光刃刀片的切削力要比標(biāo)準(zhǔn)刀片高出5%～10%。因此,，只要被加工工件沒有剛度不足的問題,，一般不需要考慮切削力的影響。此外,，修光刃刀片主要用于半精加工和精加工工序,，所以一般地也不存在機(jī)床動(dòng)力方面的問題。 ) C, @0 t4 k5 \, {5 q7 l
( z/ r+ m" G8 X圖6是切削力與進(jìn)給量之間的關(guān)系,。其中Fpm和Fwm分別為標(biāo)準(zhǔn)刀片及修光刃刀片的切削力,。其所呈現(xiàn)的規(guī)律與圖5完全類似,。2 W* r4 N: M3 _. X
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圖5 圖6
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4. 切屑處理
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根據(jù)切削理論可知,，進(jìn)給量增加切屑截面的面積也增加，切屑從前刀面被排出時(shí)的彎曲變形就加大,，因此切屑也比較容易被折斷,。因?yàn)樾薰馊械镀瑒偤每梢蕴岣哌M(jìn)給量，所以從切屑處理的角度來(lái)講也是十分有利的,。特別是,，內(nèi)圓車削時(shí)使用修光刃刀片可以很容易地將切屑排出工件內(nèi)部,，這樣不僅提高了加工質(zhì)量而且減少了因切屑纏刀引起的停機(jī)事故，具有深刻意義,。
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0 k$ K; e" d1 V" e1 Q; a) O w# G; k: Z5. 應(yīng)用修光刃刀片的注意事項(xiàng) . [6 q" Y2 U7 T0 h
* M( k$ o. M0 q7 D3 p使用修光刃刀片所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益是十分明顯的,。但是由于修光刃刀尖半徑形狀具有特殊形狀，所以在使用上應(yīng)當(dāng)注意下面的幾個(gè)問題,。
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' ~3 q9 b+ ]3 X- G+ I選擇合理的主偏角 修光刃刀片之所以能夠減少表面粗糙度值是因?yàn)樗鼡碛薪咏愣鹊母逼�,。但是，這個(gè)副偏角取決于刀片的形狀和刀柄的主偏角的大小,。主偏角發(fā)生變化的話,，副偏角同時(shí)也要發(fā)生改變。這就意味著“修光”的效果將降低或者失去,。以山特維克可樂滿公司或瓦爾特公司的WNMG/CNMG修光刃刀片為例,，其主偏角應(yīng)為95°。
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倒棱面上修光刃沒有“修光”作用 一般地修光刃刀片只在平行于工件軸線方向(外圓車削或內(nèi)圓車削)和垂直于工件軸線方向上(車端面)具有“修光”作用,，在其他方向上“修光”作用將減少甚至失去,。比如 45°的倒棱面上就沒有“修光”作用，表面粗糙度與使用標(biāo)準(zhǔn)刀片時(shí)幾乎相同,。這是因?yàn)橐鸭庸け砻嫱都饨佑|的部分剛好為刀尖圓弧的中心部,，而這一部分的修光刃刀尖半徑同普通標(biāo)準(zhǔn)刀尖半徑幾乎相同的緣故(以WNMG和CNMG為例)。因此在倒棱時(shí)應(yīng)當(dāng)選擇和標(biāo)準(zhǔn)刀片相同的進(jìn)給量,。
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( |. h2 O% Y+ e6 b; {. V另外,，在使用DNM.和TNM.形狀修光刃刀片時(shí)還應(yīng)注意，在加工倒模面(或仿形面)時(shí)不僅得不到“修光”的效果,，而且工件會(huì)被多切除掉,，影響工件的形狀和尺寸精度。因此應(yīng)當(dāng)進(jìn)行必要的補(bǔ)償,。不同的工具廠具有不同形狀的修光刃設(shè)計(jì),，因此具體加工時(shí)，最好參考廠家的產(chǎn)品目錄,。 : f z c7 E# Z; U. J
+ N3 ~7 I" O N3 O* t加工細(xì)長(zhǎng)桿修光刃刀片的切削力要比標(biāo)準(zhǔn)刀片高出5%～10%,，所以工件有產(chǎn)生“讓刀”或者發(fā)生顫振的危險(xiǎn)。因此修光刃刀片不宜用于細(xì)長(zhǎng)桿工件的加工,，對(duì)此應(yīng)當(dāng)十分留意,。
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9 J: ]- R9 B& I5 a加工延性金屬 加工低碳鋼、銅,、鋁等延性金屬時(shí),，加工表面經(jīng)常出現(xiàn)類似于擦傷那樣的不光澤面。這主要有兩個(gè)原因,，一個(gè)可能是積屑瘤引起的,，另一個(gè)可能是修光刃引起的(刀尖與工件接觸長(zhǎng)度比標(biāo)準(zhǔn)刀片長(zhǎng)),。但通過(guò)提高切削速度可以解決這個(gè)問題。 . c% r" l# `: y. S9 e
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合理選擇進(jìn)給量 使用修光刃刀片時(shí)應(yīng)盡量選擇大的進(jìn)給量,。理由是上面所提到的修光刃刀片與工件的接觸圓弧比較長(zhǎng),，進(jìn)給量過(guò)小就會(huì)導(dǎo)致擦傷已加工表面形成不光澤的表面。因此,，選擇大的進(jìn)給量不僅可以避免這個(gè)問題,，而且對(duì)切屑處理也有利。
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