機(jī)加工過程中產(chǎn)生刀紋可以從以下幾個(gè)方面解決:
一、刀具方面
刀具磨損處理
定期檢查刀具磨損情況,當(dāng)?shù)毒吣p到一定程度時(shí)及時(shí)更換。對(duì)于可重磨刀具,按照正確的刀具刃磨工藝進(jìn)行刃磨,確保切削刃的幾何形狀和精度。例如,在數(shù)控車削加工中,可以通過刀具壽命管理系統(tǒng)來監(jiān)控刀具的磨損程度,當(dāng)?shù)毒吆蟮睹婺p量達(dá)到設(shè)定閾值時(shí),自動(dòng)提醒更換刀具。
采用刀具涂層技術(shù)可以有效提高刀具的耐磨性。涂層刀具能夠減少刀具與工件之間的摩擦和磨損,延長(zhǎng)刀具使用壽命,減少因刀具磨損產(chǎn)生的刀紋。如采用 TiN(氮化鈦)、TiAlN(氮化鈦鋁)等涂層的刀具,在切削鋼材等材料時(shí),可以顯著提高刀具的耐磨性能。
優(yōu)化刀具幾何參數(shù)
根據(jù)工件材料和加工工藝的要求,合理選擇刀具的前角、后角和主偏角等幾何參數(shù)。例如,在加工塑性材料時(shí),適當(dāng)增大前角可以減小切削力,減少刀紋的產(chǎn)生。對(duì)于硬質(zhì)合金刀具加工鋼件,前角可選擇 10° - 20°。
后角的選擇要考慮切削刃的強(qiáng)度和刀具與已加工表面之間的摩擦。一般情況下,粗加工時(shí)后角可以適當(dāng)小一些,以保證切削刃的強(qiáng)度;精加工時(shí)后角可以適當(dāng)增大,以減少摩擦。主偏角的選擇要綜合考慮工件的形狀、切削力的方向等因素。在車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí),主偏角可以選擇較大的值(如 90° - 93°),以減小徑向切削力,避免工件彎曲變形和產(chǎn)生刀紋。
正確安裝刀具
在安裝刀具時(shí),要確保刀具與機(jī)床主軸的同軸度。對(duì)于旋轉(zhuǎn)刀具,如銑刀、鉆頭等,可以使用專業(yè)的刀具對(duì)中裝置來調(diào)整刀具的位置,保證刀具在旋轉(zhuǎn)過程中的平衡性。例如,在銑削加工中,通過使用百分表來檢測(cè)銑刀的徑向跳動(dòng),將其調(diào)整到允許的范圍內(nèi)。
對(duì)于車刀等非旋轉(zhuǎn)刀具,要準(zhǔn)確調(diào)整刀具的安裝高度,使其切削刃與工件中心等高。同時(shí),要保證刀具安裝牢固,使用合適的刀具夾緊裝置,如刀柄、刀夾等,并按照規(guī)定的扭矩?cái)Q緊刀具,防止刀具在加工過程中松動(dòng)。
二、機(jī)床方面
提高機(jī)床精度
定期對(duì)機(jī)床主軸進(jìn)行精度檢測(cè)和維護(hù)。如果主軸存在徑向跳動(dòng)或軸向竄動(dòng),可以通過調(diào)整軸承間隙、更換磨損的軸承等方式來修復(fù)。例如,在高精度加工的機(jī)床中,定期采用高精度的檢測(cè)儀器(如激光干涉儀)來檢測(cè)主軸的精度,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。
對(duì)機(jī)床導(dǎo)軌進(jìn)行保養(yǎng)和精度調(diào)整。保持導(dǎo)軌的清潔,防止切屑、灰塵等雜質(zhì)進(jìn)入導(dǎo)軌,影響導(dǎo)軌的精度。定期檢查導(dǎo)軌的直線度和平行度,如有誤差可以通過刮研、調(diào)整導(dǎo)軌鑲條等方式進(jìn)行修復(fù),確保刀具和工件在導(dǎo)軌上的準(zhǔn)確移動(dòng)。
減少機(jī)床振動(dòng)
對(duì)機(jī)床的振動(dòng)源進(jìn)行排查和處理。對(duì)于電機(jī)旋轉(zhuǎn)不平衡的問題,可以對(duì)電機(jī)進(jìn)行動(dòng)平衡校正;對(duì)于液壓系統(tǒng)的壓力脈動(dòng),可以通過安裝蓄能器、調(diào)整液壓泵的流量和壓力等方式來減少。例如,在數(shù)控機(jī)床中,通過在電機(jī)上安裝振動(dòng)傳感器,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)的振動(dòng)情況,當(dāng)振動(dòng)超過設(shè)定值時(shí),及時(shí)采取措施。
在切削過程中,要避免切削力的頻率與機(jī)床的固有頻率接近而發(fā)生共振??梢酝ㄟ^改變切削速度、刀具幾何參數(shù)等方式來調(diào)整切削力的頻率,或者通過增加機(jī)床的阻尼裝置來改變機(jī)床的固有頻率,從而減少共振和振動(dòng)刀紋的產(chǎn)生。
三、工件方面
優(yōu)化工件材料處理
對(duì)于硬度不均勻的工件材料,可以在加工前進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?,如正火、調(diào)質(zhì)等,使材料的硬度均勻化。例如,對(duì)于鍛造后的鋼件,通過正火處理可以細(xì)化晶粒,均勻組織,減少因材料硬度差異產(chǎn)生的刀紋。
在加工韌性好的材料時(shí),可以采用適當(dāng)?shù)那邢饕簛斫档颓邢鳒囟?,減少材料的塑性變形。切削液還可以起到潤(rùn)滑作用,減少刀具與工件之間的摩擦,從而減少刀紋。
合理裝夾工件
選擇合適的工件裝夾方式,根據(jù)工件的形狀、尺寸和加工要求來確定。對(duì)于薄壁工件,可以采用軟爪、專用夾具等方式來均勻分布夾緊力,避免工件變形。例如,在加工薄壁套類零件時(shí),使用開口套等專用夾具,從內(nèi)部支撐工件,減少夾緊力引起的變形。
確保工件裝夾牢固,根據(jù)工件的大小和切削力的大小,合理選擇夾緊力的大小。在加工過程中,可以采用輔助支撐等方式來增加工件的穩(wěn)定性,防止工件位移和振動(dòng),減少刀紋的產(chǎn)生。
四、切削參數(shù)方面
優(yōu)化切削速度
根據(jù)工件材料、刀具材料和機(jī)床性能等因素,通過試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)來確定合適的切削速度。在高速切削時(shí),要確保機(jī)床和刀具能夠承受高速切削帶來的切削力和切削熱。例如,在加工鋁合金時(shí),使用硬質(zhì)合金刀具,切削速度可以選擇較高的值(如 1000 - 3000m/min),以獲得良好的加工表面質(zhì)量。
對(duì)于容易產(chǎn)生振動(dòng)的加工情況,可以適當(dāng)降低切削速度,同時(shí)調(diào)整其他切削參數(shù)(如進(jìn)給量和切削深度),以保證加工效率和表面質(zhì)量。
調(diào)整進(jìn)給量和切削深度
合理控制進(jìn)給量,在保證加工效率的前提下,盡量減小進(jìn)給量以獲得較好的表面質(zhì)量。對(duì)于精加工工序,進(jìn)給量可以控制在較小的范圍內(nèi)。例如,在數(shù)控銑削精加工中,進(jìn)給量可以選擇 0.05 - 0.2mm/z。
切削深度的選擇要根據(jù)工件余量、刀具性能和機(jī)床功率等因素來確定。在粗加工時(shí),可以適當(dāng)選擇較大的切削深度,以快速去除余量;精加工時(shí),切削深度要小,以獲得高精度的加工表面。例如,在車削加工中,粗加工切削深度可以選擇 2 - 5mm,精加工切削深度可以選擇 0.2 - 0.5mm。