刀具半徑補(bǔ)償意義
數(shù)控加工中心在程序運(yùn)行時將刀具當(dāng)做一個點(diǎn)做軌跡運(yùn)動。比如用刀具R3銑邊長100的正方形凸臺時,程序按邊長100的正方形尺寸輸入,而刀具軸心的軌跡是邊長106的正方形,則工件上銑削的是符合圖紙尺寸的100的正方形。假如不用刀具半徑補(bǔ)償功能,則加工時刀具軸心的軌跡是邊長100的正方形,則工件上銑削出的是邊長為94的正方形凸臺,不符合圖紙尺寸的要求。
切削機(jī)械刀具與加工對象的力學(xué)性能匹配問題主要是指刀具與工件材料的強(qiáng)度、韌性和硬度等力學(xué)性能參數(shù)要相匹配。具有不同力學(xué)性能的刀具材料所適合加工的工件材料有所不同。
① 刀具材料硬度順序?yàn)椋航饎偸毒?gt;立方氮化硼刀具>ceramic刀具>硬質(zhì)合金>高速鋼。
② 刀具材料的抗彎強(qiáng)度順序?yàn)椋焊咚黉?gt;硬質(zhì)合金>ceramic刀具>金剛石和立方氮化硼刀具。
③ 刀具材料的韌度大小順序?yàn)椋焊咚黉?gt;硬質(zhì)合金>立方氮化硼、金剛石等。
高硬度的工件材料,必須用更高硬度的刀具來加工,刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度,一般要求在60HRC以上。刀具材料的硬度越高,其耐磨性就越好。如,硬質(zhì)合金中含鈷量增多時,其強(qiáng)度和韌性增加,硬度降低,適合于粗加工;含鈷量減少時,其硬度及耐磨性增加,適合于精加工。
具有優(yōu)良高溫力學(xué)性能的刀具尤其適合于高速切削加工。ceramic刀具優(yōu)良的高溫性能使其能夠以高的速度進(jìn)行切削,允許的切削速度可比硬質(zhì)合金提高2~10倍。
硬質(zhì)合金刀具在采用合金工具鋼時,刀具的切削速度提高到約8米/分,采用高速鋼時,又提高兩倍以上,到采用硬質(zhì)合金時,又比用高速鋼提高兩倍以上,切削加工出的工件表面質(zhì)量和尺寸精度也大大提高。
由于高速鋼和硬質(zhì)合金的價格比較昂貴,刀具出現(xiàn)焊接和機(jī)械夾固式結(jié)構(gòu)。1949~1950年間,美國開始在車刀上采用可轉(zhuǎn)位刀片,不久即應(yīng)用在銑刀和其他刀具上。1972年,美國通用電氣公司生產(chǎn)了聚晶人造金剛石和聚晶立方氮化硼刀片。這些非金屬刀具材料可使刀具以更高的速度切削。
1969年,瑞典山特維克鋼廠取得用化學(xué)氣相沉積法,生產(chǎn)碳化鈦涂層硬質(zhì)合金刀片的。1972年,美國的邦沙和拉古蘭發(fā)展了物理氣相沉積法,在硬質(zhì)合金刀具表面涂覆碳化鈦或氮化鈦硬質(zhì)層。表面涂層方法把基體材料的高強(qiáng)度和韌性,與表層的高硬度和耐磨性結(jié)合起來,從而使這種復(fù)合材料具有更好的切削性能。
刀具按工件加工表面的形式可分為五類。加工各種外表面的刀具,包括車刀、刨刀、銑刀、外表面拉刀和銼刀等;孔加工刀具,包括鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鏜刀、鉸刀和內(nèi)表面拉刀等;螺紋加工工具,包括絲錐、板牙、自動開合螺紋切頭、螺紋車刀和螺紋銑刀等;齒輪加工刀具,包括滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪加工刀具等;切斷刀具,包括鑲齒圓鋸片、帶鋸、弓鋸、切斷車刀和鋸片銑刀等等。此外,還有組合刀具。
按切削運(yùn)動方式和相應(yīng)的刀刃形狀,刀具又可分為三類。通用刀具,如車刀、刨刀、銑刀(不包括成形的車刀、成形刨刀和成形銑刀)、鏜刀、鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀和鋸等;成形刀具,這類刀具的刀刃具有與被加工工件斷面相同或接近相同的形狀,如成形車刀、成形刨刀、成形銑刀、拉刀、圓錐鉸刀和各種螺紋加工刀具等;展成刀具是用展成法加工齒輪的齒面或類似的工件,如滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪刨刀和錐齒輪銑刀盤等。
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