可轉位刀片是將能轉位使用的多邊形刀片用機械方法夾固在刀杆或刀體上的刀具。在切削加工中,當一個刃尖磨鈍後,將刀片轉位後使用另外的刃尖,這種刀片用鈍後不再重磨。多數可轉位刀具的刀片採用硬質合金,也有採用陶瓷、多晶立方氮化硼或多晶金剛石的。1949~1950年間,美國最早研製成採用機械夾固的可轉位車刀,並於1954年開始出售稱為丟棄式(throw-away)的可轉位刀片和車刀商品。中國曾稱這種刀具為"不重磨刀具"。
可轉位刀片的優點
可轉位刀片與釺焊式和其他機械夾固式的刀具相比有如下優點:
常用的刀片形狀有正三邊形、四邊形、五邊形、凸三邊形、圓形和菱形等(圖1)。刀片廓形的內切圓直徑是刀片的基本參數,其尺寸(毫米)系列是5.56、6.35、9.52、12.70、15.88、19.05、25.4 …。常用的刀片公差等級有精密級(G)、中等級(M)和普通級(U)3種,可按需要選用。各種形狀的刀片有中心帶孔或不帶孔的;有不帶後角或帶不同後角的;有不帶斷屑槽的,也有一面或兩面都有斷屑槽的。
為了適應在各種使用條件下斷屑的需要,刀片的斷屑槽製成多種形式。圖1中,a、e為通穿槽,c、g、i為封閉槽,b為三級封閉槽,d為凹弧形槽,h為點式斷屑台(不是槽)。可轉位刀片的斷屑槽(或斷屑台)通常是在硬質合金壓制後燒結而成。通穿式斷屑槽也可在已燒結的刀片上磨削出來。多級的和凹弧形的斷屑槽以及點式斷屑台都比單級槽有較大的斷屑範圍(即能夠斷屑的切削速度、切深和進給量範圍較大)。
可轉位刀片型號的選用分為四個步驟:選擇刀片夾固系統,選擇刀片型號,選擇刀片刀尖圓弧和選擇刀片材料牌號。
1. 選擇刀片夾固系統
根據切削加工要求選擇合適的刀片夾固方式(表1),刀片夾固系統的結構見圖1,刀片夾固系統的使用性能分成1-5級,其中5級是最佳選擇。
2. 選擇可轉位刀片型號
選擇可轉位刀片型號時要考慮多方面的因素,根據加工零件的形狀選擇刀片形狀代碼;根據切削加工的材料選擇主切削刃後角代碼;根據零件的加工精度選擇刀片尺寸公差代碼;根據加工要求選擇刀片斷屑及夾固形式代碼;根據選用的切削用量選擇刀片切削刃長度代碼;此外還要選擇刀片斷屑槽型;通過理論公式計算刀片切削刃長度。
1)選擇刀片斷屑槽型
如表2所示,根據切削用量把加工要求分為超精加工、精加工、半精加工、粗加工、重力切削五個等級,分別用代碼A、B、C、D、E表示。又根據工件材料的切削性能選用合適的刀片斷屑槽型,見表3,刀片斷屑槽型的使用性能分成1-5級,其中5是最佳選擇。
2)切削刃長度計算
通過刀具主偏角K和切削深度a計算刀片有效切削刃長度L(圖2),並推算刀刃的實際長度,然後根據刀刃的實際長度選用合適的切削刃長度代碼。
3. 選擇刀片刀尖圓弧 粗加工時按刀尖圓弧半徑選擇刀具最大走刀量,或通過經驗公式計算刀具走刀量;精加工時按工件表面粗糙度要求計算精加工走刀量。
4. 選擇刀片材料牌號
國際ISO標準把硬質合金刀片材料分為P、K、M三類,分別加工鋼、鑄鐵、合金鋼以及不易加工的材料。表5、表6和表7為株洲硬質合金廠生產的可轉位刀片材料牌號。根據車削工件的材料及其硬度、選用的切削用量來選擇可轉位刀片材料的牌號。
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