金属加工过程中,出现弹刀该怎么办?
2022-06-01 来源:CNCSST智造界
摘要
金属加工过程中,出现弹刀该怎么办?

弹刀是刀具因受力过大而产生幅度相对较大的振动。弹刀造成的危害就是造成工件过切和损坏刀具,当刀径小且刀杆过长或受力过大都会产生弹刀的现象。在数控加工的过程中,经常会在转角位出现弹刀而导致过切的现象。

 

如果我们采取合理的刀具和加工方法,可以将弹刀的机会大大降低。就像下图所示,A图是刀具在加工较平坦位置时的状态,当加工到B位急停,准备反向加工时,因为惯性作用,刀具会发生变形,从而造成在B位较直身位处弹刀过切。

 

 

刀具变形量的关系式:

 

由上面的公式中,我们可以看到,影响刀具变形的主要因素有三个:

 

L - 装刀长度

D - 刀具直径

P - 刀具所受的作用力

L - 装刀长度

 

从公式上来看,刀具的变形量与装刀长度是3次方的关系,同样直径的刀具,当长刀增加一倍,其变形量将会增大3倍。

 

在加工的时候,尽可能缩短装刀的长度,以减低出现弹刀的可能性。

 

D - 刀具直径

 

从公式上来看,刀具的变形量与刀具直径是4次方的关系,同样长度的刀具,当刀具直径减少一倍,它的变形量将会增大4倍。

 

在加工时,条件允许的话,尽可能选择大直径刀具或采用加壮刀具来加工,以减低弹刀风险。(如下右图所示:A采用热索和锥颈刀,B采用加壮刀柄的刀具来加工)

 

 

P - 刀具所受的作用力

 

从公式上来看,刀具的变形量与其在加工中所受的作用力是正比关系,减少刀具所受的作用力则可减低弹刀的机会,可以通过以下方法减少加工中刀具所受的作用力。

 

减少作用力分析:

 

切削是一个剪切变形的过程,每种材料都有自己的强度(σ),要使材料分离,外来的强度必须大于材料本身强度。

 

σ = F / S

σ : 材料的强度

F:作用力

S : 接触面积

 

从上公式中可知,刀具受的作用力(F)与其与工件的接触面积(S)成正比关系。要减少刀具所受的作用力就要减少刀具与工件的接触面积。

 

减少作用力例子1:

 

 

图片

 

使用刀路转角功能或加大R位的方法来减少刀具在转角位的负荷,从而降低弹刀的机率。

 

减少作用力例子2:

 

在加工较深位置时,可采用较小的进给量和细R角的刀具,以减少加工中刀具所受的作用力,以减低弹刀的风险。

 

下图是使用D50R6刀和D50R0.8刀在加工同样深度时,与模料接触位的比较可知,采用细R角刀具加工深型工件比大R角刀具更能减少切削力。

 

总结:

 

 

综合地运用影响刀具变形的三个有关因素(装刀长度、刀具直径、切削力),完全可以降低弹刀的机率,提高加工时间,以获得更好的加工精度和表面粗糙度。

 

关键词:钣金外壳,加工服务,刀具变形

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