硬質合金刀具製造技術乾貨分享:牛鼻刀的修磨與使用
在切削理論以及實際加工實驗中,都說明牛鼻刀比平底刀使用壽命更高。在這裡我簡要的介紹一下牛鼻刀的修磨與使用方法。
1.修磨原理
昆銑磨刀機的示意圖
修磨牛鼻刀就是要在平底刀的基礎上,倒出一定半徑的圓角。怎樣才能倒出這個圓角呢?就要將倒角半徑的圓心和磨刀機的旋轉中心重合。磨製牛鼻刀就是通過磨刀機找到R圓的圓心,並使它和磨刀機的旋轉中心重合。
原理示意圖
2.具體磨製方法
以磨製φ6R1為例說明牛鼻刀的磨製過程:總的來說,分為三個步驟:修前刀面、修磨底刃、倒圓角。
1)修前刀面
首先要用擋片找到開半的位置。先不要將收管夾緊,找到位置後,再夾緊。
用擋片找到開半的位置
找到位置後,再調節開半的長度,總的來說,開半的長度不要過長,我們在加工時,一般只用到0.1~0.2MM,我們的開半長度在0.4左右就可以了,這樣去掉已經壞掉的0.1~0.2MM,留下的長度比較合理,不影響下次修磨。控制開半的長度,可以通過調節托架的伸出長度進行調節,將調節旋鈕1旋松就可以調整托架的長度了。
磨刀機示意圖
上面兩步都調節好後,就可以開半了。將兩個刃都修磨好後,將刀具轉過90度,準備修磨底刃。還要注意的是使用的砂輪要細,否則不能磨製出鋒利的刀具。
2)修磨底刃
這一步需要調整的角度比較多。
(1)首先要調節副后角的角度。它的大小我們一般使用9度,它是通過調節旋鈕2進行調節的。將刻度搬到9度,並且鎖死。
先要搬出這個面的角度,9度
磨刀機示意圖
(2)下面要調節副刃偏角。它的大小一般為2~3度,我們是通過調整調節旋鈕3得到的。要將它調整到92~93度,如果你的磨刀機只能調整到90度,你需要調整螺釘5,將它旋松,這樣就可以得到90度以上的度數了。得到92~93度後,就不要再松螺釘5了。將它固定,以便於下次修磨刀具。
然後搬這個角度,2~3度
磨刀機示意圖
(3)下面要將刀具的中心和砂輪的內圈對齊。它是通過調整旋鈕4(即限位螺釘)得到的。
刀具中心和砂輪內圈對齊
磨刀機示意圖
以上三步都調整好後,就可以修磨底刃了。修磨好一個底刃後,要將微調旋鈕的刻度記下,將刀向後退,退出砂輪平面,然後旋轉180度,再修磨另一個底刃,也修磨到上一個底刃一樣的微調刻度。另外要注意修磨時要將旋鈕1鎖死。
1)倒圓角
這一步需要調整和注意的問題就更多了,在修磨時,一定要注意各個關係。首先調整托架的橫向位置。現在刀具的中心是對應著磨刀機的旋轉中心,而在上面的原理圖中我們可以知道,要讓R圓中心對應磨刀機的旋轉中心。現在磨製的是φ6R1的牛鼻刀。R圓中心和刀具中心相差2MM,所以,要將托架向外偏移2MM。
這一步需要調整和注意的問題就更多了,在修磨時,一定要注意各個關係。首先調整托架的橫向位置。現在刀具的中心是對應著磨刀機的旋轉中心,而在上面的原理圖中我們可以知道,要讓R圓中心對應磨刀機的旋轉中心。現在磨製的是φ6R1的牛鼻刀。R圓中心和刀具中心相差2MM,所以,要將托架向外偏移2MM。
偏移示意圖
磨刀機示意圖
偏移的長度可以用下面的公式計算得出:
然後,用刀具的側刃,通過調整微調旋鈕,去找砂輪的側邊(步驟2)。如下圖:
刀具側刃找砂輪
然後將調節旋鈕3旋轉92~93度,再用刀尖去找砂輪。(步驟3)
旋轉過去後的情況可能是離砂輪很遠的情況,不要改變微調旋鈕上的刻度,要改變托架的伸出長度來找砂輪。
這個過程是通過調整托架伸出長度
刀尖找到砂輪後,再將旋鈕3調回到0度,在這時一定要注意要先將刀具拉出砂輪的範圍後,在旋轉回度。這時刀具的側刃和砂輪又沒有接觸了,再重複步驟2、3,大概需要經過三次就可以得到兩面都碰到砂輪了。這時要將微調旋鈕上的刻度記下來(如88)。
將刀具旋轉180度,對另一個側刃進行步驟2、3。這一次,應該一次就可以找到刀具的側刃和底刃都碰到砂輪。同樣記下微調旋鈕上的刻度,它的變化應該不大(如92)。
現在就可以修磨R角了。在修磨前,要將旋鈕1鎖死。上面的兩個微調旋鈕刻度不一致,我們取它們的中間值(90)。旋轉微調旋鈕退出刀具,將砂輪開啟,一面旋轉微調旋鈕,一面在0度與90度之間旋轉託架,直到微調旋鈕的刻度到90。修磨好一面的R角,旋轉微調旋鈕將刀具退出,再將刀具旋轉180度,同樣的方法修磨另一個側刃,微調旋鈕的刻度也要到90。
1.修磨中要注意的問題
要養成看刻度的習慣:在找開半位置時,最好就將刻度旋轉到刻度0上,以後使用90、180、270度,很好找到,以免出錯。還有微調旋鈕上的刻度,一定要記下來,否則就不可能磨出好刀。
(1)在用刀具的側刃找砂輪的時候,刀具在砂輪內的長度不要過長,超過R圓的半徑就可以了。
(2)一定要注意將應該鎖死的旋鈕鎖死。
(3)注意將螺釘5調整完成後,封死。這樣下次再進行修磨底刃時,就不用再去找主偏角的角度了。
(4)在各個過程中,搬各個角度的順序不要弄錯。
(5)修磨完成後,最好將刻度還原,以免影響其他磨刀工作。
2.牛鼻刀的使用
我們修磨的牛鼻刀的R角的準確性不是很好,在設計刀具路徑時,不能按牛鼻刀進行計算,要以刀具的最大直徑去設計刀具路徑。如上面我們修磨的刀具,不能按牛鼻φ6R1進行計算,而是按φ6平底刀進行計算。
使用時,要使用淺吃深的加工策略。加工的材料越硬,越要注意調整刀具的吃刀深度。實際上,吃刀深度越小,對於牛鼻刀來說,有效切削直徑就越小,這樣在相同的主軸轉速下,實際切削線速度就降低了。反過來說,相同的切削線速度時,使用牛鼻刀的主軸轉速高,這樣主軸電機的輸出功率就高(電機的輸出功率和主軸轉速成正比)。
使用牛鼻刀加工的情況
有效切削直徑小於刀具直徑
這是使用平底刀加工的情況
它的有效切削直徑就是刀具的直徑
在使用牛鼻刀時應注意的問題:
(1)路徑間距不能大於留下的直徑:例如上面修磨的刀具,留下的直徑為4MM,在生成路徑時,路徑間距不能大於4。如果大於4,在加工時,實際切削深度就大於我們設計的深度了。
(2)要注意使用環切,並使用順銑。
(3)要盡量減小刀具伸出的長度,提高剛性。
(4)各個角度可以做一定小範圍的調整,來改變刀具的切削性能。總的說,角度越大,刀具越鋒利,但刀具強度降低。
(5)刀具的後背可以不用進行修磨,在實際加工中,它不會發生干涉。不修磨後背可以提高刀具的強度。
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