精加工时车刀刀尖是否应该严格对中心

车削加工人员都知道:“车工一把刀”。这句话时说明车刀对车工的重要性。它这句话里含有以下几个方面的意思:①选刀；②磨刀；③装刀；④选择切削用量进行加工——用刀；⑤护刀。即关键在使用好一把刀,这里面每一点都涉及了较大的知识点,任何一点稍有不慎就会引起加工精度下降或其他诸如生产效率下降等问题!这里需要说明的是第三点:装刀——它最不容易引起人们注意。可是在精车外圆时,我们在安装车刀时,不但要注意刀具的伸出长度与刚性能否满足加工需要外,也要考虑刀具的安装角度是否合理,同时还要满足刀尖严格对准工件的旋转中心这个问题。

为什么要车刀刀尖要严格对准机床的旋转中心呢？我们大多数人都有这样的实践经验:＂车外圆时,车刀刀尖稍高于机床的旋转中心比较好＂。他们理解为:粗车时的目的就是尽量快地去除加工余量,其加工精度一般要求不高,为此我们要增加刀头的强度,加大切削用量来提高生产效率,同时还要保证刀具耐用度,延长刀具的寿命等好处,而所有这些,只要刀尖稍高于机床旋转中心就可达到上述目的,因此潜意识中这句话已经根深蒂固了,可是在对精加工外圆时车刀是否应该严格对准机床的旋转中心这个问题上,多数人却没有去深考虑!在《高级车工技能训练》一书中也提到:精车外圆时车刀刀尖不能高于工件的旋转中心,可以稍微低于工件的旋转中心,但低于尺寸不能超过工件直径的三十分之一。这句话一方面说明刀尖高中心会因后刀面与已加工表面间的摩擦增大会引起表面粗糙度质量下降；另一方面也说明车刀低于机床的旋转中心时,还可以减少工件的表面粗糙度,所以是可行的。然而车刀刀尖不对准机床的旋转中心,却会产生一定的尺寸误差。这个尺寸误差我们可以通过下面简单的一个车削剖面图来说明。由图可知:有大、小外圆各一个,其中大D为待加工外圆直径尺寸,小d为已加工外圆直径尺寸,并且有AB长度大于CD长度。刀尖高于旋转中心AE尺寸,直径由D车到d时,测量计算即进给(D-d)/2等于图上CD长尺寸。而刀尖从A点进给(D-d)/2尺寸时,其刀尖并没有落在B点,而是落在AB上的F点,AF长度等于CD长度,即实际上已加工外圆直径还大于d,具体误差多少这与刀尖高于工件旋转中心尺寸AE和切削深度(D-d)/2和工件外径尺寸的大小有关,还与后角的大小等许多要素有关,书上有公式可以计算。

经实践证明这个误差是很明显的,比较其数值的变化就说明了这一点(有兴趣的同志可以举几个加工实例去测量计算并验证比较一下)。因为这个尺寸误差值对精加工尺寸精度(现代的精加工尺寸精度可达到0.001mm,甚至更高)的公差值比较就显得很大了。所以书上界定了三十分之一这个数值。另外,车刀刀尖高于中心与低于中心的数值相同时,其理论误差数值相同。而实际上尺寸误差、形位误差、表面粗糙度的数值变化却不相同。

当今数控切削机床的应用越来越广,而且加工精度比较高,在数控车床上,要求刀具的安装严格遵守对准工件的旋转中心这一原则,否则会引起加工误差(尺寸、形状和表面粗糙度误差)。所以我们应该掌握:在精车外圆时,安装车刀应保证车刀刀尖严格对准机床的旋转中心。

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