刀具断屑不可靠的原因分析及解决方法

刀具断屑可靠与否,对正常生产与操作者安全都有着重大影响。在切削加工中,崩碎切屑会飞溅伤人,并易研损机床；而长条带状切屑会缠绕在工件或刀具上,易刮伤工件,引发刀具破损,甚至影响工人安全。对于数控机床(加工中心)等自动化加工机床,由于其刀具数量较多,刀架与刀具联系密切,断屑问题就显得更为重要,只要其中—把刀断屑不可靠,就可能破坏机床的自动循环,甚至破坏整条自动线正常运转,所以在设计、选用或刃磨刀具时,必须考虑刀具断屑的可靠性。而对于数控机床(加工中心)等,并应满足下列要求:

切屑不得缠绕在刀具、工件及其相邻的工具、装备上；

切屑不得飞溅,以保证操作者与观察者的安全；

精加工时,切屑不可划伤工件的已加工表面,影响已加工表面的质量；

保证刀具预定的耐用度,不能过早磨损并竭力防止其破损；

切屑流出时,不妨碍切削液的喷注；

切屑不会划伤机床导轨或其他部件等。

在满足上述要求的基础上,不同刀具对切屑长度还有不同要求。例如一般粗车钢料的最大切屑长度为100mm左右；精车则应稍长。要避免过于细碎的切屑,因为它容易嵌入机床导轨和刀具装置的一些重要部位(如基准面),这样不仅需要附加防护装置,还给清除切屑带来一定的困难。

对于某些不易断屑的刀具,如成形车刀、切槽车刀和切断车刀等,在数控机床(加工中心)等自动化机床上,应保证其稳定的卷屑。

一、切屑形状的分类

根据工件材料、刀具几何参数和切削用量等的具体情况,切屑形状一般有:带状屑、C形屑、崩碎屑、宝塔状卷屑、发条状卷屑、长紧螺卷屑、螺卷屑等。

(l)带状屑:高速切削塑性金属材料时,如不采取断屑措施,极易形成带状屑,此形屑连绵不断,常会缠绕在工件或刀具上,易划伤工件表面或打坏刀具的切削刃、甚至伤人,因此应尽量避免形成带状屑。

但有时也希望得到带状屑,以使切屑能顺利排出。例如在立式镗床上镗盲孔时。

(2)C形屑:车削一般的碳钢、合金钢材料时,如采用带有断屑槽的车刀则易形成C形屑。C形屑没有了带状屑的缺点。但C形屑多数是碰撞在车刀后刀面或工件表面而折断的。切屑高频率的碰断和折断会影响切削过程的平稳性,从而影响已加工表面的粗糙度。所以,精加工时一般不希望得到C形屑．而多希望得到长螺卷屑,使切削过程比较平稳。

(3)发条状卷屑:在重型车床上用大切深、大进给量车削钢件进,切屑又宽又厚,若形成C形屑则容易损伤切削刃,基至会飞崩伤人。所以通常将断屑槽的槽底圆弧半径加大,使切屑成发条状在加工表面上碰撞折断,并靠其自重坠落。

(4)长紧卷屑:长紧卷屑形成过程比较平稳,清理也方便,在普通车床上是一种比较好的屑形。

(5)宝塔状卷屑:数控加工、机床或自动线加工时,希望得到此形屑,因为这样的切屑不会缠绕在刀具和工件上。而且清理也方便。

(6)崩碎屑:在车削铸铁、脆黄铜、铸青铜等脆性材料时,极易形成针状或碎片状的崩碎屑,既易飞溅伤人、又易研损机床。若采用卷屑措施,则可使切屑连成短卷状。

总之,切削加工的具体条件不同,希望得到切屑的形状也不同,但不论什么形状的切屑,都要断屑可靠。

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