在車削加工中,你可以從正在生產(chǎn)的切屑中學(xué)到很多東西。
切屑外觀會(huì)因幾個(gè)因素而異,但工件材料是主要因素。需要注意的兩個(gè)最重要的細(xì)節(jié)是切屑的顏色和切屑的大小。切削鑄鐵時(shí)產(chǎn)生的切屑大小與切削鋼時(shí)產(chǎn)生的切屑大小有很大不同。此外,根據(jù)您加工的材料,在切屑形成時(shí)會(huì)有特定的顏色可供選擇。
如果你正在加工碳合金鋼,你不希望看到暗淡的灰色碎片;當(dāng)切屑呈藍(lán)色時(shí),它告訴您切削中產(chǎn)生的熱量被引導(dǎo)到切屑中,而不是保留在刀片或工件材料中。
刀片吸收的熱量會(huì)縮短刀具壽命,并導(dǎo)致表面光潔度差。它還可能使工件變硬,進(jìn)一步減少刀具壽命。
僅僅通過觀察切屑的大小和顏色,你就應(yīng)該能夠知道車刀是如何工作的,這兩個(gè)因素將告訴你是否為切深、主軸速度和進(jìn)給速度使用了合適的刀具。它會(huì)給你很多反饋。
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刀片斷屑
在六種主要的工件材料組中,鋼(ISO P)、不銹鋼(ISO M)、耐熱超合金(ISO S)和有色金屬材料(ISO N)經(jīng)常產(chǎn)生不理想的切屑。
例如,在低碳鋼中,低碳含量使得切屑更難硬化和脫落。沒有足夠的馬氏體形成,這意味著材料將保持柔軟和粘性。
創(chuàng)造一個(gè)完美的切屑并不容易,但它可以通過使用一個(gè)具有斷屑槽的刀片來輔助。
斷屑槽是刀片宏觀幾何形狀的一部分。斷屑槽的尺寸、幾何形狀和位置因材料和切削深度而異。
斷屑槽被設(shè)計(jì)成以這樣一種方式形成切屑,使其切屑成可管理的尺寸。不管你切削的是什么類型的材料,你最不希望產(chǎn)生的是長(zhǎng)而多的切屑。每個(gè)操作者都不希望看到。
又長(zhǎng)有多的的切屑表明,對(duì)于所使用的刀片來說,切削參數(shù)是不正確的,或者對(duì)于所使用的切削參數(shù)來說,或者選用了不合適斷屑槽刀片。
切屑通常以三種方式中的一種折斷:它們自己折斷,它們靠著刀具折斷,或者它們靠著工件折斷。理想尺寸的切屑不會(huì)對(duì)設(shè)備造成直接損害,也不會(huì)損壞零件、刀柄或刀片,但是可能會(huì)對(duì)成為操作人員的工作困擾。
當(dāng)切屑不理想時(shí)時(shí),就會(huì)發(fā)生鳥窩現(xiàn)象。當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生通常被稱為鳥窩的長(zhǎng)的、多的切屑時(shí),操作者必須手動(dòng)將它們從加工范圍中清除,這給操作者帶來了健康和安全問題,并且還暫停了設(shè)備,增加了周期時(shí)間。
當(dāng)切屑在這些鳥巢中形成時(shí),它們會(huì)纏繞在卡盤上并造成損壞,其實(shí)小編最擔(dān)心的是安全問題。
斷屑不良也會(huì)影響生產(chǎn)節(jié)拍。大的切屑在排屑器中占據(jù)更多空間(重工行業(yè)的切屑大切屑很多),這需要更頻繁地清空排屑器,但就切屑的重量而言,排屑器并不是滿的。再加上停機(jī)和移除切屑所造成的時(shí)間損失,生產(chǎn)率會(huì)降低,每個(gè)零件的成本會(huì)更高。
在產(chǎn)生長(zhǎng)切屑的材料中,具有正確的切屑槽可以產(chǎn)生很大的差異。
所有這些因素——幾何形狀、冷卻劑、等級(jí)和涂層——使得刀片很容易斷屑。
在車削中,一般樣本四種類型的操作:精加工、中等、粗加工和重粗加工,針對(duì)不同工況每家樣本都有對(duì)應(yīng)的槽型,根據(jù)切削深度選用合適的排屑槽非常重要;客戶希望達(dá)到的進(jìn)給速度;主軸速度;拋光時(shí),你要達(dá)到的表面光潔度的類型。
斷屑槽的設(shè)計(jì)基于切削深度和進(jìn)給速度。例如,粗加工刀片的斷屑槽必須設(shè)計(jì)成能夠處理操作中的高切削力。
車削操作的類型也會(huì)影響切屑的形成(后面簡(jiǎn)單說下車削槽刀)。
輪廓和端面車削的內(nèi)徑和外徑車削需要緊湊、鋒利的斷屑槽(角度不同,排屑方式也不同)。
1. 正前角大,切削刃鋒利。
2. 正前角每增加1°,切削功率減少1%。
3. 正前角大,刀刃強(qiáng)度下降;負(fù)前角過大,切削力增加
開槽操作有不同的要求。在此過程中,優(yōu)選產(chǎn)生小的“逗號(hào)”(左圖)或“時(shí)鐘彈簧”(右圖)鐵屑,這些切屑從凹槽中排出而不會(huì)刮傷槽口的側(cè)表面。你需要使用比槽扣更窄的刀片。你還需要根據(jù)你設(shè)定的進(jìn)給速度限制,獲得正確的切屑半徑——切屑卷曲的方式。斷屑槽的深度影響切屑寬度和切屑半徑。
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使用冷卻液
有助斷屑的最后一種方法是使用冷卻液,特別是高壓冷卻劑(HPC)。
在應(yīng)用HPC的過程中,冷卻液的噴射會(huì)在刀片和切屑之間形成一個(gè)區(qū)域。這不僅能更好地冷卻該區(qū)域,還能迫使切屑快速離開刀片表面,并將切屑切成更小的鐵屑。
對(duì)于產(chǎn)生長(zhǎng)切屑的切削材料,正確引導(dǎo)的高壓冷卻液可以對(duì)切屑控制和排出產(chǎn)生顯著的影響。
在典型的溢流冷卻劑設(shè)置中,冷卻液從通常遠(yuǎn)離切削刃的位置噴射。這使得切屑像一把傘,使冷卻液偏離切削區(qū)。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí),切削刃邊緣處的刃口沒有得到很好的潤(rùn)滑或冷卻。
這才是高精度的冷卻液應(yīng)用,當(dāng)采用淹沒式冷卻液時(shí),所做的只是冷卻刀片。雖然冷卻液可以幫助它斷屑,但精確的冷卻液應(yīng)用可以幫助他降溫,并斷屑,并將其移出切削區(qū)域。