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车刀和操作

日期: 2010-04-14    来源:刀具商务网

  车削是一种用来加工圆柱面的金属切削方法——工件绕主轴旋转,刀具做径向或轴向进给运动,切削出想要的表面。从一般意义上讲:车削指的是用单刃刀具切削出任意的圆柱面。讲的更具体些:车削经常被用来切削与工件轴平行的外圆表面。对与工件轴垂直的表面进行的切削叫做端面车削。车削时,刀具主要沿机床主轴做轴向进给动作。端面车削时,刀具则主要做径向进给动作。锥形和仿形表面的车削则要求刀具既做轴向,又做径向进给动作,这种车削又称作仿形车削。


  大多数车削加工的切削特征都很相似。如果只能用一把刀具在一个既定的表面上进行车削。这把刀必须在一定程度上探出夹具一部分,才能让夹具与旋转的工件保持一定距离。车削开始后,刀具开始切削工件,直到整个加工过程结束。在这个过程中,刀具将工件车削成一个圆柱体表面,其切割速度和切割尺寸都是恒定的。在端面车削的时候,切削速度与工件直径成比例变化。当刀具即将接近工件中心的时候,切削速度会降低。有的时候当刀具接近工件中心时,主轴会加速以提高工件的转动速度。
  总之,车削是一种常见的金属切削方法。除了开始和结束这两个时间点,其他时候刀具所受的力以及刀尖的温度,基本上都是恒定的。端面车削有所不同,其切削速度是变化的,因而刀尖温度会有所波动。在切削大直径工件时,还可能会产生高温。但是由于切削速度只是影响切削力的一个小因素,因此作用在端面车削刀具上的力可以看做是恒定的。
  相关的车削操作
  除了车削和端面车削外,车床还能被用来干别的事情。
  在车床上可以进行的工作,几乎都采用单刃刀具。下文列出了车床可以胜任的其他6种加工:
  切角:用刀具切除圆柱体边上的一个角。
  切断:刀具做径向进给,沿着工件的长,在一个特殊的地点切入旋转的工件将其切成两半。
  车缧纹:用一个尖口刀具直线进给到旋转工件的内或外表面,切削出内或外螺纹。
  搪孔:扩大一个预制孔的尺寸。将一个尖口刀具与旋转轴平行直线进给来扩大孔的尺寸。
  钻孔:将钻头沿着工件轴切入工件内,开出一个孔。钻孔完成后,可以再铰孔或是搪孔来提高孔的精确度和表面光洁度。
  滚花:用刀具来在工件表面滚压出规则的交叉图案。
  刀夹的类型
  ANSI车削刀夹编码系统用几个字母,通过导程角和端刃角数值来说明车削刀夹的特定几何形状。ANSI车削刀夹系统共列出了7种基本的刀具类型,它们能够完成几乎所有的车床加工,包括车削、端面车削、切槽、车螺纹、和切断等等。这7种主要的刀具类型的代表符号是A,B,C,D,E,F,G。
  A型:直柄,带0°斜切削刃角,用于车削。
  B型:直柄,带15°斜切削刃角,用于车削。
  C型:直柄,带0°端刃角,用于切断和切槽。
  D型:直柄,带45°斜切削角,用于车削
  E型:直柄,带30°斜切削角,用于车螺纹。
  F型:曲柄。带0°端刃角,用于端面车削。
  G型:曲柄。带0°斜切削角。这是A型刀具的一种,只不过间隙更大,用于离车床卡盘较近的车削。
  切削刀片的形状
  可转位车削刀片分多种形状、尺寸和厚度;有的带直孔,有的带埋头孔,有的不带孔;有的车削刀片一边带断屑槽,有的两边都有断屑槽,有的则不带断屑槽。要根据刀片和断屑槽的几何形状来选择合适的车削刀夹,只有这样才能提高生产效率,延长刀具的使用寿命。
  针对一种工件材料或是工件硬度,确定采用何种几何形状的刀片时,应充分考虑到刀片的强度。三角刀片是应用最广泛也是最常见的刀片形状。上文提到的7种基本车削刀夹都能用三角刀片。菱形刀片主要用作仿形车削,而方形刀片则通常用作导角刀具。根据刀片的形状,我们可以判定刀片的强度:刀片边上的夹角越大,刀片的强度越大。
  工作条件
  工作条件决定了三个重要的金属切削变量:金属切削率、刀具寿命和表面光洁度。我们必须创造正确的工作条件,平衡好这三个变量的关系,从而以尽量低的单位加工成本,获得最大的生产效率和最好的表面光洁度。
  任何加工生产的成功都依赖于工件和刀具的结构,尤其是当工件不刚或不硬,刀具或机床部件必须接触加工区域的时候,结构会变得尤其重要。
  工件,刀具,以及机床的变形是不可避免的。这些变形通常都非常微小,不会给操作带来什么影响,也经常被人们所忽略。只有当变形导致产生咔嚓声,振动或是扭曲的时候,它才会成为一个问题。因此,我们有必要花时间和精力来确保刀具和工件结构尽可能的稳固,这一点在进行重型或是断续切削的时候尤其重要。
  在加工异型工件,尤其是那些重量分布不均匀和偏心的工件的时候,要考虑到平衡性问题。不平衡可能会带来安全隐患,导致切削不精确,产生喀嚓声,甚至会损坏机床。在低速状态下,不平衡问题可能不是很突出,但随着速度的提高,这个问题会变得越来越严重。不平衡的情况大部分发生在使用转盘和车床面板的时候。
  随着材料被刀具从工件上切削下去,平衡关系会发生相应改变。如果一系列的粗切导致工件变得不平衡,那么等到提高速度进行精切削的时候,不平衡问题就会变得更复杂。因此,在车削还没到精加工表面处理这个阶段的时候,就没法知晓究竟是什么原因导致了车削精度和表面光滑度问题。

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