重載車削加工時(shí),切削刃工作部分通??蛇_(dá)到40~50mm。選擇刀具時(shí),除了要選擇較高強(qiáng)度、韌性的刀桿外,一般重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)方面:
1.刀片材料的選擇 由于重載車削的特殊性,因此刀片材料的選擇要具有強(qiáng)度高、耐磨損、抗沖擊,韌性較好等特點(diǎn),同時(shí)刀片的厚度也是比較關(guān)鍵的因素。
加工鋼料時(shí),鎢鉆類(K)類硬質(zhì)合金的強(qiáng)度和韌性好,但高溫硬度和高溫韌性較差:重型車削時(shí),工件塑性變形大,摩擦劇烈,切削溫度高,因此在重型車削中很少用K類硬質(zhì)合金。鎢鈦鈷類(P)類硬質(zhì)合金有高硬度和耐磨性、高耐熱性、抗粘接擴(kuò)散能力和抗氧化能力,是重載車削常用的刀具材料,適于加工鋼料。然而在低速車削時(shí),切削過程不平穩(wěn)會(huì)造成P類合金的韌性差,產(chǎn)生崩刃:尤其是加工一些高強(qiáng)度合金材料時(shí),P類硬質(zhì)合金壽命下降快,無法滿足使用要求。這時(shí)應(yīng)選用M類刀具或細(xì)晶粒、超細(xì)晶粒合金刀具。細(xì)晶粒合金的耐磨性好,更適用于加工冷硬鑄鐵類產(chǎn)品,效率較M類刀具可提高1倍以上。
2.刀片幾何角度的選擇由于在重載機(jī)械粗加工階段刀具的工作環(huán)境比較惡劣,比如材料鍛造后的氧化皮、裂紋、鏟坑、鑄造后的夾雜、氣孔等缺陷,都易導(dǎo)致刀具的損壞,因此應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)牡毒呓嵌取S糜谥剌d車削的粗加工刀具一般采用0°~-5°前角,10°~15°后角,采用負(fù)的刃傾角,以增大工作前角和楔角,提高切削刃的鋒利性和刀尖的強(qiáng)度。同時(shí),在主切削刃上開有1mm左右寬的負(fù)倒棱、R2mm左右的刀尖圓角以提高切削刃的抗沖擊性能。當(dāng)然,這些角度還要根據(jù)實(shí)際加工情況進(jìn)行調(diào)整。
精加工階段以保證產(chǎn)品精度為主要目標(biāo)。刀具的鋒利對(duì)切除微小的余量極為重要。這時(shí)選用的刀具角度一般為:前角Yo=10°,后角ao=15°,刃傾角λs=10°;當(dāng)用平刃刀片精光時(shí),前角Yo=25°~30°,后角ao=15°,刃傾角λs=20°,屬斜角切削。切削刃在刃磨后,應(yīng)該用金剛石砂條或細(xì)目油石條進(jìn)行研磨,去除微小毛刺及微裂,增強(qiáng)切削刃的鋒銳性和強(qiáng)度,并用刀尺進(jìn)行透光檢查,保證切削刃的平直度。
3.切削用量的選擇重載切削粗加工階段的背吃刀量可以達(dá)到ap=40~50mm,相應(yīng)的切削速度為vc=10m/min左右,進(jìn)給量f=1.5mm/r。采用這樣的切削用量,工件的表面粗糙度比較差,只能達(dá)到Ra=12.5~6.3μm。因?yàn)榇旨庸るA段以去除余量為主要加工目的,按照機(jī)械加工中切削余量的確定原則,為提高切削效率,應(yīng)適當(dāng)加大背吃刀量。
4.刀片結(jié)構(gòu)及裝夾方式的選擇 一般情況下,重載車削的刀片夾緊為立裝形式,以提高刀片的強(qiáng)度要求。另外,刀片的斷屑也是比較重要的方面。重載車削的切屑厚而寬,斷不好會(huì)直接損傷切削刃及刀桿,引起切削振動(dòng),纏繞刀頭難以清理。一種好的斷屑槽形結(jié)構(gòu)或者裝夾方式會(huì)直接解決斷屑方面的困擾。例如:采用上壓式刀片夾緊方式往往采用鎮(zhèn)嵌硬質(zhì)合金可調(diào)壓板.起到斷屑、壓板雙重作用;選用合理刀片斷屑槽形,也能減少切纏繞的可能性。