搜索
PCD刀片圆弧的选择一、问题的引入数控车削中，可转位车刀得到越来越多的使用。可转位机夹刀具使用有多个切削刃车刀片，当刀片的一个切削刃用钝以后，只要松开夹紧元件，将刀片转一个角度，换另一个新切削刃，并重新夹紧就可以继续使用；当所有切削刃用钝后，换一块新刀片即可继续切削，不需要更换刀体。可转位刀片的刀尖一般存在刀尖圆弧，如型号为“VBMT110308ER”的硬质合金可转位刀片，“08”为刀尖圆弧半径代号，表示刀尖圆弧半径0.8mm。如图1，尽管一般认为车刀刀尖是主副切削刃的交点(Pˊ)，但由于刀尖圆弧的存在，这个刀尖事实是不存在的刀具外虚构点；尽管对刀时，一般把与刀刃相切的X、Z向直线的交点(P)称为对刀刀尖，并往往用它作为刀具、工件相对运动中代表刀具的刀位点，即编程轨迹上的动点，但这个对刀刀尖事实是也是不存在的，也是个虚点，这导致的一个问题是：刀位点所在的编程轨迹与刀具切削形成的工件轮廓并不总是一致，由此产生加工误差的根源是：忽视主、副切削刃间事实存在的刀尖圆弧。车刀片的刀尖圆弧为什么存在？如何对刀尖圆弧大小进行工艺选择？如何解决对刀刀尖轨迹不能代表刀具切削轮廓的问题？这些是应用可转位车刀实行数控车削必须解决的问题。二、车刀片刀尖圆弧的存在及工艺选择（一）数控车刀片的刀尖圆弧的存在理由如图2，主、副偏角和刀尖角之和为180°，三者相互变化，影响加工表面的粗糙度、影响刀具对系统刚度的适应、影响刀具寿命。减小主、副偏角，可降低已加工表面残留面积高度，降低表面粗糙度值，提高表面质量；减小主、副偏角则增大了刀尖角，可提高刀尖受力强度，使散热性能变好，有利于提高刀具的耐用度。刀尖是整个刀具最薄弱的部位，刀尖处的强度差、散热条件差、易磨损，是突出的矛盾，从这个角度看，固然希望减小主、副偏角。一些因素又限制了主、副偏角减小的可能。减小主偏角，总切削力在吃刀方向上的分力（背向力）增大，减小副偏角，会增加副后刀面与工件之间的摩擦，主、副偏角的减小不利于系统刚度，容易引起振动和加工变形；另一个限制主、副偏角减小的原因是，切削工件时不应使刀具主、副切削刃干涉工件轮廓。可见，主、副偏角增、减各有利弊，若在主、副切削刃间用圆弧过渡，形成刀尖圆弧，不失为一种解决矛盾好的折中选择，一方面它提高了刀具耐用度，一方面刀具可适当增大主、副偏角使切削对系统刚度适应良好，且在一定程度上降低残留面积高度，有利于加工表面质量。（二）数控车刀片的刀尖圆弧的工艺选择数控车刀片刀尖圆弧半径为重要的选择参数。车削和镗削中最常见的刀尖圆弧半径是：0.4㎜、0.8mm、1.2㎜等。选择刀尖圆弧半径的大小时，工艺考虑有以下几点：（1）刀尖圆弧半径不宜大于零件凹形轮廓的最小半径，以免发生加工干涉；该半径又不宜选择太小，否则会因其刀头强度太弱或刀体散热能力差，使车刀容易损坏。（2）刀尖圆弧半径应与最大进给量相适应，刀尖圆弧半径宜大于等于最大进给量的1.25倍，否则将恶化切削条件，甚至出现螺纹状表面和打刀等问题；另一方面，又要顾虑刀尖圆弧半径太大容易导致刀具切削时发生颤振，一般说来，刀尖圆弧半径在0.8㎜以下时不容易导致加工颤振；（3）刀尖圆弧半径与进给量在几何学上与加工表面的残留高度有关，从而影响到加工表面的粗糙度。残留高度与刀尖圆弧半径、进给量的关系可用下式表示：h≈f2/8rε。式中：h为加工残留高度？m；f为进给量mm/r；rε为刀尖圆弧半径mm。可见小进给量、大的刀尖圆弧半径，可减小残留高度，得到小的粗糙度Ra值。（4）刀尖圆弧半径还与断屑的可靠性有关。从断屑可靠出发，通常对?滋于小余量、小进给车加工作业可采用小的刀尖圆弧半径，反之宜采用较大的刀尖圆弧半径。（5）在CNC编程加工时，若考虑经测量认定的刀具圆弧半径，并进行刀尖半径补偿，该刀具圆弧相当于在加工轮廓上滚动切削，刀具圆弧制造精度和刀尖半径测量精度应当与轮廓的形状精度相适应默克精密工具（常州）有限公司