正确认识合理磨制锥度刀具

2019/12/241正确认识、合理磨制锥度刀具2019/12/242刀具在加工中的重要性？在实践加工中刀具和机床的发展是相辅相成、相互促进的，在机床、材料和刀具三者之间刀具是最为活跃的因素，再先进的数控机床，没有合适的刀具，也犹如一堆废铁。“工欲擅其事，必先利其器”也说明这个道理。因此，在实际的加工中必须具有正确认识和合理选择刀具的意识并加以重视。刀具尺寸精度是CNC雕刻的基准，所有以辅助计算为核心的数控加工系统，都是以精确的尺寸为基础的，当前各类数控加工系统没有人类的灵活的修正能力，刀具是实现数控系统的精密加工的基本执行单元，它的尺寸必须准确，否则数控加工就没有任何意义。也可以说，雕刻软件的路径编程是在最为理想和正确的状态下生成雕刻路径。而在实际加工中数控系统自身没有刀具的检测功能，刀具是否与设置刀具一致，就完全取决于操作人员对刀具的正确认识和判断。如果刀具的偏差超出加工要求的范围，势必带来种种加工问题。2019/12/243因为刀具不合理，经常出现的加工现象？1、断刀频繁2、刀具不耐磨，经常更换刀具3、加工声音太大4、加工产品的尺寸偏差不符要求5、存在明显过切、欠切现象6、线条加工不直、粗细不均匀7、加工侧边有毛边8、加工的侧边或者底面不光滑2019/12/244锥刀的结构特点三个刀面前刀面、后刀面和副后刀面两个切削刃侧切削刃、底切削刃四个角度半锥角、后角、副后角和副刃后角2019/12/245三个刀面前刀面：刀坯开半径后所产生。后刀面：磨制后角和锥角所产生。副后刀面：根据副后角和副刃后角的大小点取刀尖后产生。2019/12/246三个刀面示意图副后刀面后刀面前刀面2019/12/247两个切削刃侧刃：前刀面和后刀面之间的交线底刃：前刀面和副后刀面之间的交线2019/12/248两个切削刃示意图底刃侧刃2019/12/249四个角度半锥角：锥刀的刃全角的一半，是主切削刃与轴线的夹角。后角：是后刀面与切削平面间的夹角。副后角：副后刀面和前刀面的夹角。副刃后角：副切削平面和工作平面的横向夹角。2019/12/2410四个角度示意图β:副后角γ:副刃偏角δ:半锥角α:后角2019/12/2411刀具各部位的作用和选择原则（一）开半1、是锥刀磨制过程中的专有名词，是指将刀坯端部磨掉约一半材料的过程。开半值的大小是指留下的材料厚度（余留值）；2、选择原则：开半值的大小是决定刀具锋利和强度的关键因素，在有效的范围内，开半值越大刀具强度越好，锋利程度则越弱。开半值的大小是由雕刻材料切削性能和磨制刀具的底刃直径来决定。（可以参考常见材料的开半值）；另外，为了增加刀具的整体强度，开半径的长度在满足雕刻深度的基础上要尽量短一些。2019/12/2412刀具各部位的作用和选择原则（二）锥角1、决定加工产品的侧面角度,也影响刀具的强度和雕刻区域边角的清晰度；2、角度的选择首先是以产品对侧边角度的加工要求为前提，其次，考虑刀具的强度和加工清晰度。2019/12/2413刀具各部位的作用和选择原则（三）后角1、减少切削过程中后刀面与加工表面之间的摩擦，影响排屑，对刀具耐用度和加工表面质量有很大影响；2、后角的大小影响刀具侧刃的锋利度和强度；3、角度的选择主要依据加工材料的切削性能硬度、导热和韧性等（参考常见材料的后角值）；2019/12/2414刀具各部位的作用和选择原则（四）副后角1、减少切削过程中副后刀面与加工表面之间的摩擦；2、作用及角度选择同后角相同。2019/12/2415刀具各部位的作用和选择原则（五）副刃偏角1、影响加工中的排屑；2、减小了对主轴电机的伤害（避免了在下刀时刀具中心首先接触材料，因刀具中心的切削线速度是0）；3、影响加工产品的表面粗糙度（角度过大或刀尖点反）；4、选择角度一般在3~5度。2019/12/2416刀具各部位的作用和选择原则（六）刃高（刃长）1、指测刃的长度，该值通过锥刀的顶部直径和锥度可以计算出来，在一定的顶部直径下，角度越大、刃长越小，锥刀刃长表示该刀具能够切削的最大深度，当切削深度超过此值后，锥刀的切削刃长不足。2、在确定刃长时，要结合实际的加工深度和底刃直径来确定，但是，刀具的有效刃长必须要大于雕刻深度。2019/12/2417锥刀开半值和各角度与加工材料对照表2019/12/2418锥刀的磨制过程三个步骤：1.开半径2.磨后角和锥角3.点刀尖和测量2019/12/2419如何保证开半值的准确性检验磨刀机–通过刀架刻度值校“0”或者通过补正值，保持刀杆与砂轮面的平行；磨刀过程–不要进给量太大和用力过猛，以刀坯不发红、砂轮不掉速、反复多次为原则;–每次测量前要保持无进给量，反复推磨2－3次，保证开半面光滑和测量准确;–接近开半值不要将进给量一次推到位，应该分为2~3次，反复测量，反复推进接近值的方法，最终得以保证；预留测量位置–利用砂轮的平整面或者将刀坯圆柱面超出砂轮内侧，保证开半面端部有2－3MM长的一段平整面，便于千分尺能够具有测量的位置;保证测量值–验证测量工具的准确性：校零和工具误差（通过测量刀坯直径对比）；–正确使用测量工具–千分尺的测量端面必须与开半面帖平；–多次测量，以消除偶然误差;2019/12/2420测量工具的校正测量工具本身的精度对测量的结果带来的误差是不一样的，因此大家一定要养成一个习惯，测量前务必要调整校正、确认测量工具，以便在测量后及时补正量具的误差；（图21）千分尺误差为＋0.025MM，假如雕刻产品尺寸为2.0MM，在测量时候就应该用产品尺寸2.0MM加上千分尺误差0.025MM，实际的正确读数应为2.025MM。如果千分尺误差为负数，在读数时就应该用产品尺寸减去千分尺误差数值，得到千分尺正确读数。2019/12/2421千分尺补正示意图2019/12/2422如何保证锥角和后角的准确性根据锥角、后角的实际需要，确定刀架转台所扳的准确角度；（查找锥角、后角与刀架转台所扳角度一览表）校正磨刀机“0”位是否准确，是否需要补正值；磨制完成后利用测量刀具角度的量块进行对比测量；磨好后，必须保证侧刃今后使用的加工刃长为一条直线。如果砂轮不平整，利用砂轮面磨制锥角的侧刃形状与砂轮截面的形状相吻合，侧刃是一条弧线。这时，为了保证锥角准确可以利用刀具实际使用的刃长部分超出砂轮内侧边缘来实现；最后保持微量进给、均匀去料的方法进行一次精修，以保证侧刃的锋利和后角面的光滑；进给量不要太大，以刀坯不发红、砂轮不掉速为原则，同时注意来回推磨时不要用力过猛;为保证多把锥刀的锥度一致性，可采取先统一开半，再统一磨后角和锥角的方法;2019/12/2423锥角、后角与刀架转台所扳角度一览表2019/12/2424如何保证刀尖部位的准确性明确刀尖部位具有的几何参数——底刃直径、副后角和副刃后角根据加工材料选择合适的副后角、副刃偏角;根据刀具的后角，计算出刀具底直径的实际测量值（查找底直径实测值一览表）；使用测量工具，在使用40倍放大镜测量刀底直径，注意的是刀底圆锥面（阴影部分）宽度也应包括在内；2019/12/2425锥角与磨刀机所扳角度的关系刀具两边线与轴心线的夹角是不对称的2019/12/2426标称底刃直径与实测刀尖宽度的关系2019/12/2427锥角、后角、底刃实测值三者关系2019/12/2428从哪些角度目测锥刀的合理性？两个刀刃：侧刃和底刃刀刃应该是一条直线，刃口无崩刃和缺口现象三个刀面：前刀面、后刀面和副后刀面刀面应该是光滑，无重叠面的现象四个角度：锥角、后角、副后角和副刃后角注意副刃后角不能点反或者明显偏大三个判断：开半值（强度）、刃长和底刃直径点尖前通过观察刀尖的形态可以作大致评估，因开半保留值大于刀坯半径，会在刀尖处留下一段圆锥面。开半保留值越大，圆锥面越明显通过从前视图和侧视图两个角度观察刀尖的底部直径，然后，利用两个值的大小判断开半值是否合适。（参考图例）2019/12/2429开半值1.61MM刀尖截面示意图开半值1.61处圆锥面刀坯半径处后刀面开半面2019/12/2430开半值1.65MM刀尖截面示意图圆锥面开半面后刀面刀坯半径处开半值1.65处2019/12/2431如何检查、校正磨刀机（一）？验证磨刀机刀架刻度盘“0”位角度–检查磨刀机各刻度盘、分度盘是否归“0”，并确认；–校验刀架刻度盘“0”位置是否准确F:\刀具\刀架转台校验.doc2019/12/2432如何检查、校正磨刀机（二）？同心度（校验收管是否偏心）（1）严格校验方法是在收管内装上刀料，刀料伸出收管10MM左右，用百分表验，端部跳动量在0.02MM之内说明收管同心度合乎要求，大于0.02MM就不能使用；（2）简单方法把刀料装在收管内磨出锥度比较小的圆锥，看圆锥和圆柱的相惯线是否是一个圆，是不是恰好是刀杆的轴截面，如不是说明收管偏心；（3）根据收管偏心程度，可采取清理收管、重新装夹收管、重新装夹刀具等措施，如仍然无法消除偏心，则需找专人修理；2019/12/2433如何检查、校正磨刀机（三）？砂轮（1）砂轮的粒度是否达到要求（目数在250目以上）（2）砂轮是否装平，旋转起来后是否偏摆，判断方法是用刀坯轻轻接触，看是否均匀接触，再则可用百分表来打跳动。如果砂轮偏摆严重，则需要重新安装砂轮，如无效，则需找专人修理；（3）砂轮的平整度是否达到要求，如磨削面堵塞、砂轮变黑、跳动过大、失去精度时就需要用280＃水砂纸进行修磨，以保证砂轮磨削面的平行度；2019/12/2434磨刀机结构图砂轮刀架控制轴刹紧手柄主轴刻度盘及手把控制轴刻度盘及手把装刀收管刀架刻度盘旋紧手柄刀架控制轴2019/12/2435磨刀机结构图刀架刹紧手柄转换开关控制轴刻度盘及手把限位螺钉收管分度头刻度盘砂轮找平装置定位销刀架刹紧手柄2019/12/2436磨刀过程中的常见问题千分尺测量部位、测量方法不对；读数错误半径开短、开长；半径开厚、开薄；开半时间太长刀尖发红后刀面不光滑测刃损伤副后角太大或太小；副刃偏角太大或太小；副刃偏角方向点反刀尖点大或点小刀具偏心2019/12/2437砂轮的认识砂轮是由结合剂将碳化物或金刚石等磨料粘结而成的多孔体。在使用或者选购时候要考虑需要了解以下几个因素：磨料：常见的磨料主要是氧化物系（Al2O3）、碳化物系（碳化硅）和高硬磨料系（人造金刚石和立方氮化硼）三种。磨制雕刻用的硬质合金刀料需要使用金刚石高的硬度磨料。粒度：是指砂轮中磨料颗粒的大小程度。通常也称为“目数”。金刚石颗粒越大目数越小，颗粒越小目数越大。磨制锥刀一般选择250~400目之间做粗磨，而使用600~800目做精磨。选择合适目数砂轮的重要性？在粗磨时，选择目数太大，磨制时间太慢，容易烧红。在精磨时，选择目数太小，刀刃部位的锯齿明显，会产生一些微观的崩刃和裂纹。导致刀具不够锋利，或在裂纹处容崩断。结合剂：是将细小的磨粒粘固成磨轮的结合物质。常见的几种：陶瓷结合剂、树脂结合剂和金属结合剂。硬度：是指磨粒在磨削力的作用下，从砂轮表面上脱落的难易程度。砂轮硬说明磨粒难以脱落：反之，容易则脱落。形状：砂轮形状较多，但是应用在万能磨刀机上的砂轮主要有两种，为杯形或碗形。2019/12/2438宽度5MM与10MM砂轮的区别要保证开半尺寸准确，就必须要求刀坯圆柱面超出砂轮内侧边缘2－3MM，同时在加工中还得保证刀杆伸入主轴卡头18MM,而我们常用刀坯的圆柱面长度大致在26MM左右。很显然，10MM宽度的砂轮在磨损的情况下（面不平）无法达到要求；因此，相对的情况下，优先选用5MM宽的砂轮更能达到要求和提高刀具的整体强度。2019/12/2439数控加工刀具的种类1、超硬刀具：超硬材料主要指金刚石和立方氮化硼（PCBN）特点：硬度高，耐磨损，在很高的温度下维持高硬度。2、陶瓷刀具：主要材料氧化铝和氧化硅。3、涂层刀具：涂层材料主要有TiN（金黄色）、TiCN（灰色）、TiAlN（暗紫色）。特点是把基体材料的高强度和韧性，与表层的高硬度和耐磨性