上一篇文章,我们讲了数控车削刀具的几何角度(前角、后角、主偏角、负偏角),老表觉得这部分很重要,根深才能枝叶繁茂就是这个道理,没学习过的老铁可以点击查看这里《精讲,关于数控车削刀具的几何参数,数控人必须要掌握的知识点》今天咱们来聊一聊数控刀具的刀尖圆弧半径,能点进来看的精神小伙,应该都搞过车床吧,肯定对刀具的刀尖圆弧不陌生,不过看似小小的一点东西,里面的知识也不少,下面我们来详细聊聊。

刀尖圆弧半径:连接主切削刃和副切削刃之间圆弧的半径。

数控车刀刀尖高和低有什么影响(数控车削刀具刀尖圆弧半径大小的作用)(1)

1-刀尖圆弧

数控车刀刀尖高和低有什么影响(数控车削刀具刀尖圆弧半径大小的作用)(2)

2-刀尖半径

如果我们想知道一把数控刀具刀尖圆弧半径是多少,要如何快速准确地知道呢?其实方法很简单,只需要找到刀片放置盒上的刀片的公制名称,其中第9到11位的数字,代表了刀尖半径的信息;举个例子,如果数字是003,说明刀尖半径是0.03毫米,如果数字是08,说明刀尖半径是0.8。(刀片名称国际上已经标准化了,各大牌子标准化刀片都适用,英制名称和非标刀具不受用)

数控车刀刀尖高和低有什么影响(数控车削刀具刀尖圆弧半径大小的作用)(3)

3-三菱数控刀片

数控车刀刀尖高和低有什么影响(数控车削刀具刀尖圆弧半径大小的作用)(4)

4--肯纳数控刀片

下面来重点说说刀尖圆弧半径R大小的在加工中两点重要作用

对刀尖的强度的影响(刀具成本)

刀尖圆弧半径越大,刀具强度越高,刀尖不易磨损,这点应该很好理解,如果刀尖只有一个尖点,虽然非常尖锐,但刀尖也极易被磨损,刀具修磨次数增加和更换频繁,导致刀具使用成本上升,老表记得刚毕业的第一份工作,每个月工资绩效中就有刀具成本的考核;但是,如果刀尖圆弧半径太大,刀具和工件接触就会加大,切削力增大会加大振动趋势;在实际加工中,常见推荐的刀尖圆弧半径选择如下表.

粗加工

1.2mm

半精加工

0.8mm

精加工

0.4/0.8mm

关于刀尖的受力情况,相同工况下,小的刀尖半径,可以将径向切削力保持在最小,车削细长轴可选小刀尖半径;而大的刀尖半径意味着更坚固的切削刃,且切削刃上有更均匀的压力,粗加工时往往更有优势。

另外一个比较重要的经验:车削过程中切削深度Ap应大于刀尖半径Re,往往更具备优势。当切削深度Ap小于刀尖半径时,工件承受的径向力Fr随切深加大而增加,而当切深等于或大于刀尖半径时,径向力稳定在最大值。

数控车刀刀尖高和低有什么影响(数控车削刀具刀尖圆弧半径大小的作用)(5)

5-切削深度与刀尖半径之间的影响

加工表面光洁度的影响(质量及加工效率)

数控车刀半径的大小直接影响加工表面的粗糙度,在不考虑零件微观层面上的挤压变形,理论上,刀尖半径和进给率直接决定了车削的表面粗糙度,表面粗糙度的理论计算公式如图-6。

数控车刀刀尖高和低有什么影响(数控车削刀具刀尖圆弧半径大小的作用)(6)

6-表面粗糙度的理论计算公式

从公式可以很容易看出,保持进给率F不变的情况下,刀尖半径作为分母越大,粗糙度R越小,表面越光滑;大家是不是有一种错觉,总感觉刀尖半径越小,表面粗糙度才越好(这是个错误的认知),其实要弄明白这一点,你可以想像一下,越大(无穷大)的圆,你截取一小段圆弧,当是不是越接近直线,就是这个道理;如果还想不明白,大家自己可以用CAD自己模拟测量一下,确实刀尖半径越大。但都有一个度,刀尖圆弧半径过大时,径向切削力增加,容易产生振动,影响加工精度和工件表面粗糙度,反而适得其反,所以还是得综合考虑,实际加工中为兼顾粗糙度和加工效率,可以提高进给率(加工效率)的同时适当加大刀尖半径。

现在各大刀具厂家都有自己的修光刃车削刀片,相比普通刀片,他们的刀尖并不是一个规则的圆弧,而是由很多段不同的圆弧或直线段组成,车削时刀片与零件之间的接触面更长,更长的接触面可确保更好的表面质量,加工出同等粗糙度的表面,修光刃刀片可以比普通刀片进给快到2倍左右,从而大大提升加工效率。

数控车刀刀尖高和低有什么影响(数控车削刀具刀尖圆弧半径大小的作用)(7)

7-普通刀片与修光刃刀片对比

数控车刀刀尖高和低有什么影响(数控车削刀具刀尖圆弧半径大小的作用)(8)

8-普通刀片与修光刃刀片对比

总结:加工时通常选择尽可能大的刀尖半径,以保证刀片强度和刀片耐用性,以缩减刀具使用成本,同时大的刀尖半径,加工出的表面粗糙度更好, 如果加工中有振动趋势,则选择较小的刀尖半径;最重要的一点,按实际加工的条件,综合考虑自身机床刚性、材料、精度、工艺等,选择最适合的,并没有绝对的标准。

当然刀尖半径也涉及到编程时的半径补偿的知识,老表准备后续讲到数控车削编程的时候,我们在详细聊聊,以上就是老表本期的所有内容,如有讲的不对和不清楚的地方,欢迎评论区指出,一起交流学习,一起进步!

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