仿形车削用的刀片和刀杆

国际金属加工网 2017年02月13日

复杂形状的回转体或回转体端面具有复杂型面该怎样加工呢?当然人们马上可以回答,既是回转体,应该用车削。但是有些复杂形状车刀难以切入,又由于复杂形状各处切削条件不同,加工表面质量,切屑处理性能各异,往往难以达到图纸的设计要求。针对此问题,该怎么办呢?三菱公司开发了一些特殊的刀片和刀杆。可供用户参考,借鉴,使用。

车刀刀片常用有刀尖角为90的正方形(S型),60的三角形(T型),80的菱形和等六边不等角形(C型,W型),55菱形(D型),35菱形(V型)。一般刀尖角越大,刀头的强度越大,仿形加工能力越差。刀尖角越小,刀头强度越差,但在狭小空间活动范围较大,受干涉较少,仿形加工能力越高。故以往较复杂外形回转体仿形加工时,35菱形(V型)刀片最常用。

为顺利进行仿形加工复杂型面,制作特殊的刀杆使刀片倾斜一定的角度是有利的。三菱首先为精密小型零件仿形加工设计了主偏角为90和11730′的SVLP-SM型和SVPP-SM型刀杆。如图的前粗后细零件能得以顺利加工。甚至工件的退刀槽和内孔中的倒角也可发挥其加工能力。所装刀片的牌号按国际ISO标准是VPET和VPGT下接0802或1103。V表刀尖角为35的菱形刀片。P表它是法后角为11的,仅单面可使用的正角刀片。E和G分别表示刀片的精度等级。G级是外周表面经过磨削加工。而这里的E级刀片,其全部外表面均需磨削过。在厚度方面精度要求比G级高达±0.025,而G级为±0.13。其余公差二者相同,如内接圆,刀尖高度均为±0.025。G级刀片所用断屑槽型号为偏重改善切屑处理性能的SMG,呈三维凸起形状是模压直接制出,它和曲线刀刃完美地结合,可实现重复性良好的切屑处理性能和高精度加工。适于加工精密零件。

E级刀片所用断屑槽型号为偏重提高表面光洁度的SRF,它被磨削加工出来,具有大前角导引结构,可实现重复性良好的高表面质量和高精度加工。上述刀片牌号最后一个字母均是T,表刀片中有圆柱孔,单面带倒角,可通过螺钉固紧在刀杆上。两种刀片牌号中的08和11表其内接圆大小实4.76mm和6.35mm。以后的02和03表刀片厚度,分别实为2mm、38mm和3.18mm,可知这两种刀片很小,属小型刀片。牌号的数字后尚要接01或02V3。它们表示刀片的刀尖圆弧半径,它们的实际大小是0.1mm、0.2mm和0.03mm。G级刀片刀尖圆弧半径加工公差是0~-0.05mm,而E级刀片刀尖圆弧半径公差进一步被加工到0~-0.02mm间。举其中加工的一例:用VPGT110302刀片SMG断屑槽加工S45C钢的工件外圆,使用切削条件为;切削速度v=100m/min,切削深度ap=0.3mm,进给量f=0.05mm/rev,用非水溶性切削油冷却润滑,加工光洁度达Rz=2.9μ。

两种断屑槽推荐使用的合适的切削范围如图3。加工退刀槽推荐使用刀尖圆弧半径为R0.2mm的刀片。最大退刀槽深度由于受加工工件直径影响,在直径为Ф20mm时,最大深度可为0.5mm。在直径为Ф25mm时,最大深度可为1.0。

推荐切削范围两种不同断屑槽和精度和尺寸的刀片所用材料均为VP15TF,即基体为超微粒硬质合金TF15表面用先进的Miracle技术涂覆(Al,Ti)N。其硬度,韧性,耐热性,结合强度都得以大幅度地提高。并广泛地可加工钢,合金钢,不锈钢,铸铁,耐热合金钢等材料。

为了加工像球体那样更复杂的外形,和端面复杂的型面。三菱公司开发了刀尖角更小仅为25的刀片,打头字母为X(X型)。尺寸则可比上一种大。型号为XCMT150302,04,08.(同一刀片三种不同刀尖圆弧半径)。刀杆型号为SXZCR/L。

为了适应各方位受力,用双重夹紧方法将刀片牢牢固定。压板作得较矮,使冷却液无阻地通向刀刃。很适变速箱中许多零件的加工。刀片的断屑槽型号为SVX,为适应复杂曲线加工时,始终具有良好的切屑处理性能,刀片上作出细长的凸起和适于上扬加工的曲线刀刃。

用此刀具可加工300的球面。最小能加工的球半径可为工件的最小直径。

球面加工示意图下图所示的端面复杂形状,过去需用左手,右手及精加工三种特殊刀具,用2~3道工序才能完成。而用新开发的刀片刀具只需一次外圆加工和上扬加工即可完成。上扬角度可达60这样可大大缩短加工周期时间。刀片由于有良好的断屑槽,切削时切屑不缠绕在车刀上,可得到美丽光洁的加工表面。为顺利地进行端面仿行加工如图,开始一刀切外圆时,为抑止毛刺,切深应控制在刀尖圆弧半径一半以下。上扬加工时,因为切屑接触长度变长,切深也应取刀尖圆弧半径的一半以下。为了避免刀具和工件干涉向上的立面到60转角点,这段上扬距离应大于40mm。上扬加工表面到60斜面上端平面间的深度距离应在10mm以下。此外为保证加工精度,一个刀头磨损,转位换另一刀头准备加工前,建议刀具位置应再作预调。

电子计算机及编程技术的发展,使较复杂型面的模拟加工及编出程序都不是难题。合适的刀具可以使编程大为简化。因此改进使用合理设计的新型刀具也是一个不可忽视的重要方向。


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