濟(jì)南特瑞數(shù)控刀具有限公司
細(xì)長(zhǎng)桿狀類刀具(如鉆頭、鉸刀等)在機(jī)械加工中應(yīng)用廣泛。由于刀具的刃磨決定了刀具切削部分的形狀及精度，因此既是保證刀具性能的關(guān)鍵工序，又是保證被加工零件質(zhì)量的關(guān)鍵工序。
細(xì)長(zhǎng)桿狀類刀具精度的提高，一直是刀具制造中的難點(diǎn)，其主要原因是由于該類刀具的有效部分太長(zhǎng)、制造時(shí)刀具刃口離夾持部分太遠(yuǎn)。由于刃口離夾持部分太遠(yuǎn)，加上夾頭有一定的夾持精度(一般在0.002——0.005mm)，因此在開(kāi)始磨削之前，刀具刃口處的徑向圓跳動(dòng)就有可能已達(dá)到0.005mm——0.01mm(甚至更大)。由于磨制刀具特別是磨削刀槽時(shí)采用強(qiáng)力磨削工藝，磨削力較大，使刀具的彈性變形大，加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生許多問(wèn)題，如刀具槽形不對(duì)稱，刀具外圓尺寸、刃部參數(shù)、形狀誤差不符合要求，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致刀具被折斷。為了解決這些問(wèn)題，滿足制造業(yè)對(duì)刀具高精度、高效率的要求，上海工具廠有限公司引進(jìn)了一臺(tái)澳大利亞ANCA公司制造的TGX五軸數(shù)控工具磨床用于加工細(xì)長(zhǎng)桿狀類刀具。下面以該機(jī)床加工細(xì)長(zhǎng)桿狀類刀具時(shí)有關(guān)刀具精度的問(wèn)題作簡(jiǎn)單分析。
1、加工機(jī)床對(duì)刀具精度的影響
機(jī)床精度對(duì)刀具精度的影響制造任何刀具時(shí)，機(jī)床的精度都是決定刀具精度的關(guān)鍵，細(xì)長(zhǎng)桿狀類刀具也不例外。澳大利亞ANCA公司生產(chǎn)的數(shù)控工具磨床共有五軸，即X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸和A、C兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸(此外還有一根可裝、卸的用于加工特長(zhǎng)工件的P軸)。各軸的精度都很高，X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸的定位精度可達(dá)0.001mm，A、C兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的定位精度可達(dá)0.001°。機(jī)床的兩個(gè)砂輪軸呈縱向排列，加工刀具的不同部位時(shí)，不僅可選擇不同的砂輪，而且可選擇不同的砂輪軸。需要換砂輪軸時(shí)，可由程序控制自動(dòng)進(jìn)行更換，兩軸的重復(fù)精度很高，完全能滿足加工細(xì)長(zhǎng)桿狀類刀具時(shí)的精度要求。
探測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)刀具精度的影響該機(jī)床配有探測(cè)裝置(配有兩種形狀的探針)，測(cè)出的數(shù)據(jù)與刀具的精度有直接關(guān)系。由于探測(cè)時(shí)探針與工件接觸的松緊程度由人工控制，因此所測(cè)量的數(shù)據(jù)包含了人為誤差。通過(guò)探測(cè)數(shù)據(jù)和刀具參數(shù)補(bǔ)償程序可對(duì)砂輪加工參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償和修正以滿足被加工刀具的精度要求。
支撐塊對(duì)刀具精度的影響該機(jī)床配備的支撐塊主要用于加工細(xì)長(zhǎng)桿狀類刀具，其位置在橫向、縱向都可調(diào)節(jié)，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行定位。如果支撐塊在橫向(即刀具的軸向)的位置選擇不合理，則不能加工出合格的細(xì)長(zhǎng)桿狀刀具。若支撐塊離刀具刃口太遠(yuǎn)，磨刃口時(shí)不能很好地抵消或補(bǔ)償由于強(qiáng)力磨削而產(chǎn)生的磨削力，則將失去支撐作用;若離刃口太近，則磨刃口時(shí)砂輪很容易磨到支撐塊。支撐塊在縱向(即刀具的徑向)的定位也很重要：支撐塊過(guò)低，給刀具的支撐力不夠，會(huì)導(dǎo)致刀槽在軸向形成倒錐;支撐塊過(guò)高，則支撐塊硬頂著刀具，會(huì)導(dǎo)致刀槽在軸向形成順錐。因此，支撐塊的準(zhǔn)確定位對(duì)刀具的精度也很重要。
2、砂輪對(duì)刀具精度的影響
刀具的所有參數(shù)都是由砂輪與刀具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)決定的，因此，砂輪直徑、砂輪直接參加切削的角度、砂輪軸的法蘭長(zhǎng)度、砂輪的磨損以及砂輪的粒度均影響刀具的精度。
砂輪直徑測(cè)量的準(zhǔn)確程度砂輪直徑測(cè)量不準(zhǔn)確有可能會(huì)造成：刀具外圓尺寸與要求不符;刀刃刃帶寬度與要求不符;刀槽形狀及其深度與要求不符;階梯鉆的階梯部分不能清根或清根太深。
砂輪角度測(cè)量或輸入的準(zhǔn)確程度砂輪角度測(cè)量或輸入不準(zhǔn)確時(shí)有可能造成：刀刃刃帶寬度與要求不符;階梯刀具階梯面角度與要求不符;刀具后角位置或角度有誤差;排屑槽的槽形角有誤差等。
砂輪法蘭距離測(cè)量的準(zhǔn)確程度如果砂輪法蘭距離測(cè)量不準(zhǔn)確，將使得砂輪實(shí)際參加磨削的磨削點(diǎn)發(fā)生變化，也將出現(xiàn)上述問(wèn)題。
砂輪的磨損程度砂輪在使用一段時(shí)間后會(huì)有一定量的磨損。使用磨損后的砂輪進(jìn)行磨削時(shí)，砂輪的實(shí)際磨削點(diǎn)已發(fā)生了改變，這將直接影響刀具的幾何精度，使刀具的刃帶寬度、刀槽形狀和深度、階梯面的階梯角度、階梯部分的清根情況以及刀具后刀面的位置等不符合要求。
砂輪的粒度對(duì)刀具的精度影響砂輪的粒度對(duì)刀具的表面粗糙度有直接影響。由于加工細(xì)長(zhǎng)桿狀類刀具時(shí)采用一次裝夾磨削成形，且粗、精磨時(shí)用的同一砂輪，故選擇粒度號(hào)偏大、偏硬的砂輪加工，有利于改善刀具的表面粗糙度。
3、冷卻系統(tǒng)對(duì)刀具精度的影響
冷卻液對(duì)磨削區(qū)的冷卻效果會(huì)直接影響刀具的精度。選擇性能優(yōu)良的冷卻液和適當(dāng)?shù)睦鋮s壓力有利于冷卻液進(jìn)入磨削區(qū)，將切削熱和切屑及時(shí)帶走，有效地降低刀具的表面粗糙度。
摘錄自數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)網(wǎng)
濟(jì)南特瑞數(shù)控刀具有限公司
2014-01-08
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