数控车床的不断屑已成为老大难问题,尤其在自动生产线推进过程中,不断屑需要频繁的停机干预,影响自动生产线的产能发挥,也会因为不断屑造成后序废品等问题。
一、切削参数对断屑的影响
使用一种刀片进行不同切削深度和进给量的断屑测试:
注:上图是使用一种刀片进行不同切削深度和进给量的断屑测试,在标记区域内,断屑被归类为良好,通过图示可以看出,在切削深度或进给量过小的情况下,通过改变另一种参数对断屑效果没有明显改善,必须保证切削深度和进给量同时优化至合理范围。
断屑与进给量、刀片倒棱宽度的关系
在加工过程中出现不断屑的情况,可以通过增大切深ap或增大进给量Vf来改善断屑情况。ap,Vf选取要点:
a)切削深度ap,进给Vf必须在刀片断屑槽区间内。
b)切深×R刀尖圆角。
c)粗加工时Vf1/2×R;精加工时Vf1/3×R。
d)Vc、Vf、ap参数设定的范围见刀片盒背面的推荐值。
二、编程刀具轨迹对断屑的影响
解决断屑基本原则是保证切削时满足基本断屑时需要的铁屑厚度。在车削编程的径向进给时,沿径向方向必须向内切入。如果编程时刀具从内向外拉削时,铁屑非常的薄,断屑效果非常差。
三、刀具切削程序控制对断屑的影响
相同尺寸的连续切削时,通过增加多段程序段进给方式,减少连续加工,分为多段往复进给方式加工,降低铁屑的长度。
在相同尺寸、不同切削厚度的连续切削时,根据不同切削厚度,通过周期性改变进给量的方式,以达到强制断屑的目的。
加工工件的倒角时,粗糙度要求严,每转进给量低,在车削倒角后,暂停或车刀退出工件一段距离后再继续加工其他部位,以强制铁屑。
四、刀片圆角选择对断屑的影响
小刀尖半径:
用于小切削深度
减少振动
刀尖强度低
大刀尖半径:
用于大切削深度
对于高效加工
增加径向力
增加振动
刀片的刀尖圆弧半径关系到铁屑的厚度、宽度及流屑方向,增大刀尖圆弧半径会使切屑处理性变差,尤其是在低切削深度下表现特别明显。因为刀尖圆弧颁奖大,在切屑剖面上由刀尖圆弧形成的弯曲部分增大,使实际的主偏角增大,切削厚度变薄,宽度增加,使铁屑难以折断。所以当切深无法改变时,可以通过选择圆角更小的刀片,实现断屑。该方案带来的问题是刀片切削强度降低,加工成本增加。
五、刀片槽型对断屑的影响
刀片槽型按加工内容分粗车、中等加工、精加工,为保证断屑效果需要根据不同的加工余量选择对应的刀片槽型,具体如下:
a)粗加工:高金属去除率和高进给量的工序,fn=0.5~1.5mm/r
b)中等加工:中等至小切削深度和中等至低进给量的工序,fn=0.2~0.5mm/r
c)精加工:小切削深度和低进给量的工序,fn=0.1~0.3mm/r
七、机床高压冷却对断屑的改善(该方案需要机床有高压冷却功能)
在加工余量限制,切削深度无法增大时,从工艺设计来说,设备需要增加高压冷却功能,通过高压急冷的方式让加工的铁屑碎裂,如图所示,该方式需要在根据工艺要求采购设备时增加高压冷却要求。