切屑的形成和排出方式由刀具刃尖的几何形状和工件材料决定。
锥形螺旋、长间距、锯齿形切屑对钻孔不利,需要通过改变加工条件、减小切割角度、或改变切入工件方式进行改变。
车削切屑控制
钢车削中的断屑条件
类型 | A | B | C | D | E |
小深度 切割 d<.276“ | |||||
大深度 切割 d=.276“─ .591" | |||||
卷曲长度 | 无卷 | L≥2英寸 | L≤2英寸 1.─ 5 卷 | 大约1卷 | 1卷半卷 |
注意 |
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好 | 好 |
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断屑器的切割速度和切屑控制范围
一般来说,当切削速度增加时,切屑控制范围趋于狭窄。
冷却剂对断屑器切屑控制范围的影响
如果切割速度相同,则切屑控制范围根据是否使用冷却液而不同。
切削条件对车削加工的影响
切削条件的影响
理想的切削条件是切削时间短,刀具寿命长,切削精度高。为了获得这些条件,必须根据工作材料、硬度、形状和机械性能选择有效的切削条件和刀具。
切削速度
切削速度对刀具寿命影响很大。提高切削速度会提高切削温度并缩短刀具寿命。切割速度取决于工作材料的类型和硬度。选择适合切削速度的刀具等级是必要的。
切削速度的影响
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将切削速度提高20%会将刀具寿命降低到1/2。将切削速度提高50%会将刀具寿命降低到1/5。
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在低切割速度(65―130 SFM)下切割容易引起抖动。因此,刀具寿命缩短。
进给
在使用普通刀架进行切割时,进给量是刀架每转工件移动的距离。在铣削中,进给量是机床工作台每转一圈所移动的距离除以刀片数。因此,它表示为每齿进给量。进给速度与成品表面粗糙度有关。
进给效应
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降低进给速度会导致后刀面磨损并缩短刀具寿命。
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增加进给速度会增加切削温度和侧面磨损。然而,与切削速度相比,对刀具寿命的影响最小。
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提高进给速度可提高加工效率。
切割深度
切削深度根据所需的下料量、工件形状、机床功率和刚度以及机床刚度确定。
切割深度的影响
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改变切削深度对刀具寿命影响不大。
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切割工件硬化层时,较小的切割深度会产生摩擦。因此,刀具寿命缩短。
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切割未切割或铸铁表面时,切割深度需要增加到机器功率允许的程度,以避免用切割刃尖端切割不纯的硬质层,从而防止碎屑和异常磨损。
车削刀具特征的功能
前角
前角是对切削阻力、切屑处理、切削温度和刀具寿命有很大影响的切削刃角度。
前角效应
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在正(+)方向增加前角可提高锐度。
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在正(+)方向上增加1°的前角可降低约1%的切削功率。
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在正(+)方向增加前角会降低切削刃强度,在负(-)方向增加切削阻力。
何时在负(-)方向增加前角
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坚硬的工件。
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当需要切削刃强度时,如断续切削和未切削表面切削。
何时增加正(+)方向上的前角
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软工件。
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工件容易加工。
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当工件或机器刚性差时。
侧翼角
侧面角可防止侧面和工件之间的摩擦,从而实现平滑进给。
侧翼角的影响
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增加后倾角可减少后刀面磨损
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增加侧面角度会降低切削刃强度。
何时减小侧翼角
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坚硬的工件。
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增加侧面角度会降低切削刃强度。
何时增加侧翼角度
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软工件。
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工件容易加工硬化
侧刃角(导程角)
侧切削刃角度降低冲击载荷,影响进给力、反力和切屑厚度。
侧切削刃角度(导程角)的影响
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在相同的进给速度下,增加侧刃角度会增加切屑接触长度,减小切屑厚度。因此,切削力分散在较长的切削刃上,刀具寿命延长。(请参阅图表。)
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增加侧刃角度会增加力a'。因此,细长工件在某些情况下会发生弯曲。
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增加侧切削刃角度会降低切屑控制。
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增加侧刃角度会减小切屑厚度并增加切屑宽度。因此,打破芯片是困难的。
何时减小导程角
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小切割深度精加工
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细长工件。
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当机器刚性差时。
何时增加超前角
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产生高切削温度的硬质工件。
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粗加工大直径工件时。
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当机器具有高刚度时。
端刃角
端部切削刃角度可防止刀具和工件表面磨损,通常为5°~15°。
端部切削刃角度的影响
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减小端部切削刃角度会增加切削刃强度,但也会增加切削刃温度。
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减小端部切削刃角度会增加反力,并会在加工过程中导致颤振和振动。
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建议粗加工时切刃角度小,精加工时切刃角度大。
刃口倾角
切削刃倾角表示前刀面的倾角。在重型切削中,切削刃在切削开始时受到极大的冲击。切削刃倾斜可防止切削刃受到冲击并防止破裂。建议车削时为3°-5°,铣削时为10°-15°。
切削刃倾角的影响
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负(-)切削刃倾角将切屑处理在工件方向,正(+)将切屑处理在相反方向。
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负(-)切削刃倾角增加了切削刃强度,但也增加了切削阻力的反力。因此,很容易发生抖振。
珩磨和研磨
珩磨和研磨是保持切削刃强度的切削刃形状。
珩磨可以是圆形或倒角类型。最佳珩磨宽度约为进给量的1/2。
陆面是耙面或侧翼面上的狭窄平坦区域。
珩磨效果
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扩大珩磨可提高切削刃强度、刀具寿命并减少断裂。
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增大珩磨量会增加后刀面磨损,缩短刀具寿命。珩磨尺寸不影响耙磨损。
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增大珩磨增加了切削阻力和颤振。
何时减小珩磨尺寸
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当使用小切割深度和小进给进行精加工时。
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软工件
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当工件和机器刚性差时。
何时增加珩磨尺寸
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硬工件
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需要切削刃强度时,如未切割表面切削和断续切削。
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当机器具有高刚度时。
角半径
圆角半径影响切削刃强度和加工表面。一般来说,建议角半径为进给量的2-3倍。
角半径的影响
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增加拐角半径可以提高表面光洁度。
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增加拐角半径可提高切削刃强度。
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过多增加拐角半径会增加切削阻力并导致抖动。
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增加拐角半径可减少侧面和前角磨损。
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过多增加角半径会导致切屑控制不良。
何时减小角半径
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用较小的切割深度进行精加工。
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细长工件。
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当机器刚性差时。
何时增加角半径
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当需要切削刃强度时,如断续切削和未切削表面切削。
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粗加工大直径工件时。
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当机器具有高刚度时。
角半径和切屑控制范围
(注)请参阅第F004页了解切屑形状(A、B、C、D、E)。