裁切机刀片切不断的原因分析及解决方法

2017-08-27

裁切机刀片切不断可靠与否,对正常生产与操纵者安全都有着重大影响。在切削加工中,崩碎切屑会飞溅伤人,并易研损机床;而长条带状切屑会缠绕在工件或裁切机刀片上,易刮伤工件,引发刀具破损,甚至影响工人安全。对于数控机床(加工中心)等自动化加工机床,由于其刀具数目较多,刀架与刀具联系密切,断屑题目就显得更为重要,只要其中—把刀断屑不可靠,就可能破坏机床的自动循环,甚至破坏整条自动线正常运转,所以在设计、选用或刃磨裁切机刀片时,必须考虑刀具断屑的可靠性。而对于数控机床(加工中心)等,并应满足下列要求:

  裁切机刀片切屑不得缠绕在刀具、工件及其相邻的工具、装备上;

  裁切机刀片切屑不得飞溅,以保证操纵者与观察者的安全;

  精加工时,裁切机刀片切屑不可划伤工件的已加工表面,影响已加工表面的质量;

  保证裁切机刀片预定的耐用度,不能过早磨损并竭力防止其破损;

  切屑流出时,不妨碍切削液的喷注;www.sycutter.com

  裁切机刀片切屑不会划伤机床导轨或其他部件等。

  在满足上述要求的基础上,不同刀具对切屑长度还有不同要求。例如一般粗车钢料的最大切屑长度为100mm左右;精车则应稍长。要避免过于细碎的切屑,由于它轻易嵌进机床导轨和刀具装置的一些重要部位(如基准面),这样不仅需要附加防护装置,还给清除切屑带来一定的困难。

  对于某些不易断屑的裁切机刀片,如成形车刀、切槽车刀和切断车刀等,在数控机床(加工中心)等自动化机床上,应保证其稳定的卷屑。

  一、裁切机刀片切屑外形的分类

  根据工件材料、裁切机刀片几何参数和切削用量等的具体情况,切屑外形一般有:带状屑、C 形屑、崩碎屑、宝塔状卷屑、发条状卷屑、长紧螺卷屑、螺卷屑等。

  ( l )裁切机刀片带状屑:高速切削塑性金属材料时,如不采取断屑措施,极易形成带状屑,此形屑连绵不断,常会缠绕在工件或刀具上,易划伤工件表面或打坏刀具的切削刃、甚至伤人,因此应尽量避免形成带状屑。

  但有时也希看得到带状屑,以使切屑能顺利排出。例如在立式镗床上镗盲孔时。

  (2)C 形屑:车削一般的碳钢、合金钢材料时,如采用带有断屑槽的车刀则易形成C 形屑。C 形屑没有了带状屑的缺点。但C形屑多数是碰撞在车刀后刀面或工件表面而折断的。切屑高频率的碰断和折断会影响切削过程的平稳性,从而影响已加工表面的粗糙度。所以,精加工时一般不希看得到C形屑.而多希看得到长螺卷屑 ,使切削过程比较平稳。

  ( 3 )裁切机刀片发条状卷屑 :在重型车床上用大切深、大进给量车削钢件进,切屑又宽又厚,若形成C 形屑则轻易损伤切削刃,基至会飞崩伤人。所以通常将断屑槽的槽底圆弧半径加大,使切屑成发条状在加工表面上碰撞折断,并靠其自重坠落。

  ( 4 )长紧卷屑:长紧卷屑形成过程比较平稳,清理也方便,在普通车床上是一种比较好的屑形。

  ( 5 )宝塔状卷屑 :数控加工、机床或自动线加工时,希看得到此形屑,由于这样的切屑不会缠绕在刀具和工件上。而且清理也方便。

  ( 6 )裁切机刀片崩碎屑 :在车削铸铁、脆黄铜、铸青铜等脆性材料时,极易形成针状或碎片状的崩碎屑,既易飞溅伤人、又易研损机床。若采用卷屑措施,则可使切屑连成短卷状。

  总之,裁切机刀片切削加工的具体条件不同,希看得到切屑的外形也不同,但不论什么外形的切屑,都要断屑可靠。

  二、裁切机刀片切屑折断的原理

  金属切削过程中,切屑是否轻易折断,与切屑的变形有直接联系,所以研究切屑折断原理必须从研究切屑变形的规律进手。

  裁切机刀片切削过程中所形成的切屑,由于经过了比较大的塑性变形,它的硬度将会有所进步,而塑性和韧性则明显降低,这种现象叫冷作硬化。经过冷作硬化以后,切屑变得硬而脆,当它受到交变的弯曲或冲击载荷时就轻易折断。切屑所经受的塑性变形越大,硬脆现象越明显,折断也就越轻易。在切削难断屑的高强度、高塑性、高韧性的材料时,应当想法增大切屑的变形,以降低它的塑性和韧性,便于达到断屑的目的。

  裁切机刀片切屑的变形可以由两部分组成:

  第一部分是裁切机刀片切削过程中所形成的,我们称之为基本变形。用平前刀面车刀自由切削时所测得的切屑变形,比较接近于基本变形的数值。影响基本变形的主要因素有刀具前角、负倒棱、切削速度三项。前角越小,负倒棱越宽、切削速度越低,则切屑的变形越大,越有利于断屑。所以,减小前角、加宽负倒棱,降低切削速度可作为促进断屑的措施。

  第二部分是裁切机刀片切屑在活动和卷曲过程中所受的变形,我们称之为附加变形。由于在大多数情况下,仅有切削过程中的基本变形还不能使切屑折断,必须再增加一次附加变形,才能达到硬化和折断的目的。迫使切屑经受附加变形的最简便的方法,就是在前刀面上磨出(或压制出)一定外形的断屑槽,迫使切屑流进断屑槽时再卷曲变形。切屑经受附加的再卷曲变形以后,进一步硬化和脆化,当它碰撞到工件或后刀面上时,就很轻易被折断了。


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