内孔车削,因为零件孔径、孔深等限制,比外圆车削要更加谨慎地选择刀具。
内孔车削,最敏感的因素就是切削力。
切削过程中,切削力会使刀杆发生弹性变形,刀杆悬伸越长,发生弹性变形的位移量就越大。
弹性变形会导致切削刃尖位置低于中心高,从而导致切削角度发生变化。尤其是,后角会变小,严重的情况会导致干涉,无法正常切削。
即使没有严重到无法切削,也会因此产生振动。
振动跟切削力密切相关,是内孔车削最容易遇到的问题。
有很多因素会引起振动:
根据振动的发生机制,以下解决措施供参考:
- 选择合适的刀具主偏角,90°左右比较理想,尽量不要低于75°;
- 尽量选择较小的刀尖圆角半径;
- 刀具前角越小,越有利于减少切削力;
- 应该选择锋利的刀片刃口,选择较小的刃口钝化圆角,选择比较薄的涂层,或者非涂层刀片;
- 尽可能保持较小的刀具长径比(刀具悬伸÷刀杆直径),有可能时,也可采用阶梯式刀杆;
- 优化刀杆的夹持刚性,设法增加车床刀塔对刀杆的夹持接触面积(圆柱抱紧式,远优于螺钉点式压紧),并保持足够的夹紧力;
- 采用抗振设计的刀杆(重金属刀杆、硬质合金刀杆、调谐阻尼减振刀杆);
- 某些情况下,可在刀具设定上,略微提高一点中心高,以补偿实际切削时,切削力对中心高的影响;
- 优化切削参数,肯定是减少切削力,或者改变切削力方向,最简单有效的招数,比如,比如降低切削速度,减少切深,提高进给量;
- 还有一种神秘的解决办法,就是尝试改变刀具或工件的固振频率,运用你中学物理童子功,自行参详。
最后补充一点:
内孔车削,对于排屑的控制,必须密切关注,尤其是那些长切屑材料,不顺畅的排屑,会导致严重的问题。
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