可转位刀片刃口钝化与机床应用.pdf

T e c h n 0 10 g y a n d T e s l 工艺与检测 可转位刀片刃口钝化与机床应用 王晓峰①张国福② ①郑州职业技术学院， 河南 郑州 I 4 5 0 1 2 1 ； ② 哈尔滨第一工具制造有限公 司， 黑龙江 哈尔滨 1 5 0 0 7 8 摘要 主要针对可转位刀片刃口钝化形式及作用进行介绍 ， 结合实际生产 中所使用的机床， 给出两种重型 切削刀片刃口在钝化过程中合理参数的确定及相应问题的处理。 关键词 刃口 钝化毛刷钝化机 中图分类号 T G 7 1 文献标识码 B E d g e r a d i u s i n g o f i n d e x a b l e c a r b i d e i n s e r t a n d a p p l i c a t i o n o f t h e ma c h i n e t o o l W ANG Xi a o f e n g ① ， ZHANG Gu o f u ② Z h e n g z h o u T e c h n i c a l C o l l e g e ， Z h e n g z h o u 4 5 0 1 2 1 ， C HN； H a r b i n N o ． 1 T o o l M a n u f a c t u i n g C o r p o r a t io n ． L td ． ， H a r b in 1 5 0 0 7 8 ， C H N Abs t r a c t Di f f e r e n t k i n d s o f e d g e r a d i u s i n g a n d t h e i r a p p l i c a t i o n s i n c o mb i n a t i o n wi t h t h e a c t ua l u t i l i z a t i o n o f t h e ma c h i n e t o o l we r e i n t r o d u c e d i n t h i s p a p e r ．Th e o p t i ma l p a r a me t e r s o f t wo t y p i c a l ki n ds e d g e r a d i u s i n g o f i n d e x a bl e c a r b i d e i n s e r t we r e c o n fir me d a n d s o me me t h o ds t o s o l v e t he p r o b l e ms d u r i n g e d g e r a d i u s i n g we r e a c q ui r e d． Ke y wo r dsCu t t i n g Ed g e；Ed g e Ra d i u s i n g；Br u s h；Br u s h i n g p o l i s h i n g Ma c h i n e 可转位刀片由于其刀片可转位使用 、 不需重磨 、 重 复定位精度高等优点 ， 在机加 行业 已被普遍采用⋯ 。 刀具的几何参数 、 结构 以及刀片的材质 、 自身的刃口形 式等直接影响刀具的切削性能及寿命 。特别是在重型 切削中， 加工条件多为恶劣的冲击性加工 ， 刀具及刀片 的抗 冲击性尤为重要。刀具制造企业近年来不断改进 上述因素 ， 特别是刀片的刃 口处理 ， 来提高重型切削中 刀具 的寿命 。 1 提高可转位刀片刃口强度形式及特点对比 提高可转位刀片刃 口强度 的形式主要为负倒棱 、 刃 口钝化 。 负倒棱 沿切削刃磨出负 或零或很小的 前角的 倒棱 ， 可增加切削刃强度 、 提高刃 口抗冲击性和刀片寿 命 ， 常用于钢件及大余 量加工 。负倒棱 的加工主要采 用倒棱机或数 控周边磨 床在磨削刀片刃 口时直接磨 出， 采用前种方式效率低 、 劳动强度大 ， 采用后 种方式 加工成本较高。 刃口钝化 沿切削刃钝化 出一定参数的圆角 ， 增加 刃 口强度 ， 提高刃 口质量， 其抗 冲击性能优于倒棱切削 刃。刃口钝化 目前常采用毛刷式钝化机 ， 一次装载多 。 身 0 片刀片进行加工 ， 加工效率高 ， 质量稳定。并且 ， 由于 刃 口钝化的刀片， 其刃 口利于保证涂层的牢固性和使 用寿命 ， 因此刀片更适合采取涂层处理工艺的需要。 综上所述 ， 可转位刀片刃 口钝化优势明显 ， 已成为 国内外刀片刃 口处理 的首选方式。2 O世纪末 ， 工业发 达国家开始就刀具钝化技术进行开发和研究 ， 国内在 这方面也取得了一定的成果。事实证明 ， 硬质合金刀 片钝化后的使用寿命平均提高 0 ． 2倍 以上 ， 个别刀具 提高 1～3倍 ； 陶瓷刀片钝化后的使用 寿命平均提高 0 ． 5倍 以上 ， 个别刀具提高 1～3倍 J 。某些 国产刀 片经过钝化处理后可达到国外同类刀片的寿命 ， 刀片 寿命的提高幅度大小与具体加工条件和所选择刃口型 式及刃口钝化参数有关。 2 B P MX 型毛刷 式数控钝化机特 点及应 用 机械方法钝化较手工钝化可大大提高钝化效率和 质量 ， 因此是 目前 国内外普遍采用 的钝化方法。常用 的机械钝化方法有 振动钝化 、 介质钝化 、 研磨浆钝化 、 含磨料的橡胶轮钝化 、 干或湿的喷砂法钝化 、 翻滚钝化 和含磨料尼龙刷钝化等 。B P MX型毛刷式数控钝 化机采用含磨料的尼龙刷钝化方式进行钝化。 9 7 工艺与检测 T e c h n 0 10 g y a n d T e s 1 2 ． 1 B P - MX型毛 刷式钝 化机 的特点 B P - MX型毛刷式钝化机为立式结构 图 1 ， 采用 含磨料 的尼龙刷对刀片刃 【 1 钝化 ， 通过工作台、 刀片载 体及毛刷的旋转运动使刀片各个方I 旬的边角都得到了 均匀的钝化 ， 而 日 _ 还能对钝化表面起到一定 的抛光作 用。6个行星盘用 于放置刀片 ， 利用专用夹具将 刀片 限位 ， 钝化形状 、 规格不同的刀片只需更换夹具。该钝 化机采用西门子数控系统 ， 操作简单 、 方便 ； 具有毛刷 长度 自动检测系统 ， 且具有毛刷磨损 自动补偿功能； 钝 化时问 、 吃刀深度 、 毛刷转速均可调整 ； 采用更 为环保 的风冷方式 图 1 BP MX型毛刷 式数 控钝化机 2 ． 2两种不同圆角形式的钝化值的确定 可转位刀片刃 口钝化形 式主要有如下 2种 圆角式 、 瀑布式 ， 如 图 2所示 。圆角 式刃 口， 是在刃 口转 角处形 成对称 圆弧， 为 多数刀具所 采用 ， 适 用于粗 、 精加 工； 瀑 布式 刃 口， 是在刃 口转角处 ab a b a 圆角式 b 瀑布式 图2 刃 口钝化形 式 为不对称圆弧 ， 适用于恶劣的冲击性加工 ， 主要用于重 型切削刀片。实际应用时需根据不同刀片要求确定采 取哪种刃口形式及 r 的大小。相关资料显示 ， 刀具钝 化 r 值通常为 0 ． 0 1 ～ 0 ． 5 mm， a值与 b值 的关 系通常 约为 1 2 l 3 』 。本文主要探讨瀑布式刃 口的钝化。下 面通过图 3中两种采取瀑布式刃 口的重型切削刀片的 钝化试验来确定其适用的主要钝化参数 。图4为此两 种刀片在行星盘中的装夹方式示意图 实际装载刀片 的数量多于图示数量 。 钝化时影响 r 值及 a值与 b值的关系的主要因素 回 囹 口I 亡 a c型 刀片 bD型刀片 图3 试验 刀片 c型刀片装夹方式 D 型 刀片装夹方式 图4 刀片装载 不意图 为钝化参数及毛刷硬度 ， 其中钝化参数主要是 钝化时 间、 吃刀深度 、 毛刷旋转 速度。图 5为 吃刀深度示 意 图， 钝化时间与吃刀深度 、 毛刷旋转速度 的合理结合 ， 才能钝化出需求的刃 口形式 。从图 4中可看出， 由于 刀片装夹方式不同， 导致 a值与 b值的位置关系发生 变化 ， 即要 求钝化 出的 a值 与 b值 的结果 正好相 反， 因 此 ， 两种 刀片钝化 参数也有 较大差异。现将两种刀片的 钝化要求及试验结果列人表 1 。由表 1可以看 出， 通过调 整钝化时间、 吃刀深度 、 毛刷 旋转速度即可实现不同的刃 口钝化效果。 U 图5 吃 刀深度示意图 表 1 刀片刃 口钝化参数及试验结果 刀片 C型刀片 D型刀片 预期要求 b a b ／ m m 0 ． O 2～ 0 ． 0 6 0 ． 0 8～ 0 ．1 6 一 次最大装载刀 片数量／ 片 】 4 4 1 5 6 单 面钝化时17 ／ mi n 3 6 毛刷速度／ r ／ ra i n 3 0 0 5 0 0 吃刀深度／ m m O ． 4 O ． 3 实际测量值 a ／ mm 0 ． O 3 O ． 1 实际测量值 b ／ mm O ． O 5 0 ． 1 5 2 ． 3注意事项 由于不 同的刀片有不同的钝化要求 ， 因此 ， 需要根 据实际情况进行试验 ， 寻求最佳的钝化参数， 既能提高 质量 ， 又能节省时间。可用 1片刀片进行调整试验 ， 通 常先从钝化时间 、 吃刀深度 、 毛刷旋转速度 3个参数依 LU I ≮ j 。 0 T e c h n o k g y a n d 工艺与检测 重型机夹切刀锁紧结构分析 与设计 杨顺 田 彭美武 四川工程职业技术学院， 四川 德 阳 6 1 8 0 0 0 摘要 重型机夹切刀广泛应用于重型切削加工中， 通过对几种常见的用于夹紧刀片的锁紧结构的分析与研 究， 发现均存在“ 锁不紧 ， 卸不下” 等多种缺陷， 利用楔挤正交原理对锁紧结构进行 了创新设计 ， 实现 “ 正交施力， 一销锁三向” ， 刀片锁紧得到明显改善 ， 实际应用后效果显著。 关键词 重 切 刀具缺 陷分析楔挤 正 交 结构 设 计 中图分类号 T G 7 1 2 文献标识码 A An a l y s i s a n d d e s i g n o f h e a v y ma c h i n e c l i p c u i n g k n i f e l o c k s t r u c t u r e YANG S h un t i a n，PENG Me i wu S i c h u a n E n g i n e e r i n g T e c h n i c a l C o l l e g e ， D e y a n g 6 1 8 0 0 0 ， C HN Ab s t r a c tHe a v y ma c hi n e c l i p c u t t i n g k n i v e s a r e wi d e l y u s e d i n h e a v y c u t t i n g ． Ba s e d o n s e v e r a l c o mmo n l o c k s t r u c t u r e a n a l y s i s a n d r e s e a r c h，“l o c k n o t t i g h t ，u n l o a d e d n o t ” a n d ma n y d e f e c t s a r e f o u n d，u s i n g t he we d g e c r o we d o r t h o g o na l p r i n c i p l e t o s q u e e z e we d g e l o c k i n g s t r uc t u r e i n n o v a t i o n d e s i g n，r e a l i z i n g “o r - t ho g o n a l f o r c e，wi t h a p i n l o c k t h r e e d i r e c t i o n s ”，t h r e e b l a de s l o c k i mpr o v e s o b v i o u s l y，t he e f f e c t a f t e r a c t u a l a pp l i c a t i o n i s r e ma r k a b l e ． Ke y wo r d s He a v y Cu t t e r ； De f e c t An a l y s i s； W e d g e Cr o wd e d Or t h o g o n a l ； S t ruc t ur e De s i g n 经过长期使用与观察 、 研究 ， 国内一些重型切削刀 具的优点是结构简单 、 使用可靠 ， 但是经过一段时间使 用后可靠性下 降非常 明显 ’ 。 ， 其切刀刀片的锁紧结 构常会出现“ 松卸” 困难 、 研死、 刀片移位 、 锁 不紧 ， 卸 不下来等缺陷， 造成刀片损耗大 ， 加工效率也受到很大 影响。下面对常见锁紧结构的特点进行分析。 1 杠杆钩键结构 “ 杠杆钩键” 结构见图 1 ， 主要优点是结构简单 ， 制 造精度要求低。缺点是 钩键受热和顶力大时 ， 易塑性 变形 ， 失去对刀片 的“ 预紧” 能力 ； 在粗切 中因冲击和 断续交变作用力的影响， 易造成刀片移位 ； 因移位和摆 动产生的氧化皮 ， 会不断地填充到刀槽 ， 刀片越位过量 而翻转引起“ 打刀” 。 2 桥板上压式 结构 桥板上压式结构见图 2 ， 其 主要优点是卡压可靠 、 稳固。不足点如下 次进行调整， 如得不到满意效果 ， 可更换不 同硬度的毛 刷再进行调试 ， 得到满意参数后 ， 再装满刀片进行钝化 加工， 特别是瀑布式刃 口的刀片钝化 ， 其参数的确定更 需仔细分析、 试验 ， 否则可能得到相反的结果。 3 结语 我们通过几种不 同要求的刀片进行钝化试验 ， 得 出常用的几种重型切削刀片的钝化参数 ， 为 日后刀片 的钝化加工积累了经验 ， 并对该种机床 的加工效率做 了简要分析如下 刀片单面平均钝化时间为 5 m i n ， 按 平均一次装载 1 5 0片刀片 ， 则每小 时可钝化 9 0 0片刀 片 ， 而一般机床每小时钝化 1 2 0片刀片 ， 因此该机床具 有较高的加工效率。 II ‘u 平弗O删 参考文献 [ 1 ] 现代机夹可转位刀具实用手册编委会． 现代机夹可转位刀具实用手 册 [ M] ． 北京 机械工业 出版社 ， 1 9 9 4 ． [ 2 ] 重型切削实用技术手册编写组． 重型切削实用技术手册[ M] ． 北京 机械工业出版社 ， 1 9 9 6 ． [ 3 ] 桂育鹏 ， 于启 勋． 刀具 刃 口钝 化技 术 的探 讨 [ J ] ． 机械 工人 冷 加 工 ， 2 0 0 4 6． [ 4 ] 顾祖慰 ， 张奇． 刀具钝化技术应 用前景 的展望 [ J ] ． 工具技术 ， 2 0 0 9， 4 3 8 ． 第一作者 王晓峰 ， 女 ， 1 9 7 2年 生， 讲师， 硕士， 研 究方向为硬脆材料加工。 编 辑 汪 艺 收稿日 期 2 0 1 1 0 1 1 2 文章编号 1 1 0 3 2 8 如果您想发表对本文的看法， 请将文章编号填入读者意见调查表中的相应位置。