淺談刀具切削三要素

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把刀用好

電梯直達(dá)

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發(fā)表于 2015-12-5 20:36:53 | 只看該作者 |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式

本帖最后由把刀用好于 2015-12-5 21:48 編輯

      切削三要素至于刀具是至關(guān)重要的指標(biāo)，刀具使用的正確與否全在這三個(gè)要素里面。可以說三要素的合理使用是刀具應(yīng)用的關(guān)鍵。這些要素不僅影響刀具壽命（刀具成本），加工質(zhì)量，更影響加工效率。

      到底是那三個(gè)要素呢？
      線速度V（m/min），切深/背吃刀量ap（mm），進(jìn)給f（mm/r）（本文主要講車削刀具，所以進(jìn)給單位為mm/r）這三要素如何定義的就不詳細(xì)說明了，可以網(wǎng)上隨便搜索。

      三要素對刀具壽命的影響如下：



      可以看出，線速度對刀具壽命的影響最大，進(jìn)給其次，影響最小的是切深。

      由于線速度由于受被加工材料，刀片材質(zhì)，刀片角度，刀片涂層等因素影響，實(shí)際應(yīng)用中差別比較大。所以放在最后。先來說說受刀片形狀和角度限定的進(jìn)給和切深。

   刀片除了材質(zhì)，涂層，還有形狀、角度和尺寸限定。材質(zhì)和涂層以及角度影響線速度。形狀、角度和尺寸影響切深和進(jìn)給。因?yàn)檫@些決定了刀片的強(qiáng)度。

   一）先說切深。

   這是主偏角90度時(shí)各種刀片的推薦最大切深。
   *注：90度主偏角時(shí)，實(shí)際最大切深可以達(dá)到整個(gè)刃長，但是此時(shí)進(jìn)給很小，幾乎沒有實(shí)際意義。所以還是推薦的最大切深有應(yīng)用的價(jià)值。

   由于很多時(shí)候，主偏角未必是90度，所以可以參照下圖換算：

   此表格是非90度主偏角時(shí)根據(jù)切深換算刀具刃長。在大切深情況下需要換算，否則實(shí)際切深超過刀片刃長會(huì)導(dǎo)致蹭刀甚至撞刀。

   最大切深受刀片刃長的影響，但是由于刀片有R的存在，而R角的大小又影響刀片的強(qiáng)度，進(jìn)而又會(huì)影響最大切深。另外，切深一定的情況下，R角的大小還影響排屑。



   所以，建議切深不小于R角的2/3。

   二）進(jìn)給
   進(jìn)給也和R角有關(guān)，同時(shí)，也和角度有關(guān)。

   上圖，就推薦了正前角和負(fù)前角刀片各R角的推薦最大進(jìn)給。

   進(jìn)給不光和R角有關(guān)，更和斷屑槽有關(guān)。舉例用CNMG 120408-PM試驗(yàn)切削鋼件，在不同的切深和進(jìn)給下，鐵屑形狀的變化：


   明顯，只有紅框內(nèi)的鐵屑形狀是比較理想的。所以針對該刀片大小角度和R角以及槽型，推薦的切深和進(jìn)給如下：


   可以看到，推薦ap0.5～5.5mm（最小0.4mm～最大8.6mm），f0.15～0.5mm/r（最小0.1mm/r～最大0.65mm/r）。

   那么怎么根據(jù)槽型確定進(jìn)給呢？
   常見的槽型有以下幾種（圖做很爛，意思明白就成）：
   1.

   2.

      3.

      4.

      5.平板的，也就是無斷屑槽，這種一般用于鑄鐵加工，或者短屑材料的加工。

      上述1～3種槽型，一般加工長屑材料時(shí)（鋼件，不銹鋼等），最小進(jìn)給一般都會(huì)大于L值，否則，后面的卷屑槽將不起作用。
      第4種，由于前角很鋒利，沒有槽寬L，這種槽型的最小進(jìn)給跟前角后角R角有關(guān)。前角不是夸張的話，一般02圓角f最小0.01～0.03，04圓角，f最小0.03~0.05左右，08圓角f最小0.08～0.12?？梢岳斫鉃镽角的1/10左右。當(dāng)然，前角越大，f就要越小。
   加工鑄鐵的平板刀片，類似第4種，最小進(jìn)給也和R角相關(guān)，即取R角的1/10左右。
   *注：上述跟槽型有關(guān)的建議值都是最小進(jìn)給值。

   說完了進(jìn)給和切深，影響最大的線速度就不得不說了。但是由于線速度牽扯的因素實(shí)在太多，也沒有一定的規(guī)則好遵循。所以只能簡單的說下我個(gè)人的推薦：
   主要分P，M和K類零件：
   1）P類（鋼件）
   CVD涂層：負(fù)前角：120～250m/min（硬度/ISO分組越高線速度越高，下同）
                     正前角：150～350m/min
   PVD涂層：負(fù)前角：80～150m/min
                     正前角：100～180m/min

   2）M類（不銹鋼）
   CVD涂層：負(fù)前角：100～180m/min
                     正前角：120～220m/min
   PVD涂層：負(fù)前角：60～120m/min
                     正前角：80～150m/min

   3）K類（鑄鐵）
   CVD涂層：負(fù)前角：150～300m/min
                     正前角：180～400m/min
   PVD涂層：負(fù)前角：100～200m/min
                     正前角：150～250m/min

   *注：超細(xì)微粒PVD涂層刀具最小線速度可以達(dá)到50～60m/min，甚至更低。
   以上數(shù)值只是推薦，100m/min和500m/min一樣可以干活，差別只在于刀具壽命。在不追求效率的情況下，刀具線速度在承受范圍內(nèi)越低越好（注意,CVD涂層刀片過低的話會(huì)產(chǎn)生積屑瘤）。然而，由于設(shè)備和人工越來越昂貴，單位時(shí)間成本也就越來越昂貴，所以刀具壽命和切削效率是一對矛盾體。如何取舍，要經(jīng)過系統(tǒng)的測算成本。

      寫到這里，忽然發(fā)現(xiàn)，其實(shí)用刀具的人好好看下刀片盒子背面的推薦參數(shù)就啥都有了。

      簡單吧，簡單。簡單吧，不簡單。
      從事刀具銷售和技術(shù)工作好多年了，在客戶那里幾乎沒看到有幾個(gè)工程師會(huì)好好看小小刀片盒背面的信息。經(jīng)常會(huì)有500m/min線速度，0.05進(jìn)給，0.1切深加工，然后叫刀具壽命奇差。這不廢話嘛，你把自行車開法拉利那么快，不散架才怪！

   由于三要素在銑削中的應(yīng)用跟車削中相差不大，限于篇幅，就不一一細(xì)說了。最后，讓我喊一聲“把刀用好”！

刀具

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