三坐標數(shù)控磨床的設計【含CAD圖紙和說明書】

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切削刀具的維護維護意味著產(chǎn)品的保養(yǎng)。在機械行業(yè)，它也指通過對產(chǎn)品設備的管理來防止其損壞也包括損壞后的修理。對切削刀具的維護保養(yǎng)包括：以一種不會引發(fā)惡性結果的方式管理刀具和根據(jù)刀具的知識來合理應用刀具的切削特性兩方面內(nèi)容。像對黃銅制刀具的維護是指制造和打磨刀具，使非常規(guī)的損壞（像打磨的裂縫等）不會出現(xiàn)。更進一步,如果惡劣的切削環(huán)境發(fā)生。具有能恢復到原來的狀態(tài)以致于達到理想的切削效果。這章的內(nèi)容包括4個部分：:1.刀具的管理和保養(yǎng)2.刀具的管理知識3.刀具應用知識和刀具的維護4.刀具的打磨和維護象其他的設備如：機床、傳動系和機器人，切削刀具的管理知識對于產(chǎn)品的生產(chǎn)的影響意義重大。如果由于刀具的保養(yǎng)不善出現(xiàn)刀具斷裂的情況，那么，無論有多么好的設備,順暢的切削過程也是不可能出現(xiàn)的。更不用說提高切削的精度和效率和降低成本了。在過去對產(chǎn)品設備維護的要求程度決定了設備的價錢。機床、空氣過濾器系統(tǒng)和自動化設備一般都會給予很多的維護和保養(yǎng)。然而，相對于刀具等便宜的小件對它們的保養(yǎng)以前認為是不必要的。以前幾乎沒有什么文章和書籍在深層次上討論刀具的維護和保養(yǎng)。7.2切削刀具的保養(yǎng)和維護刀具可按應用分類金剛石,立方碳化硼以及以三氧化二鋁都是的不能用普通刀具加工的機加工材料。而幾乎所有的金屬都能用刀具加工(鋁合金刀具的切削速度高于5000m/min,相當于300km/h.)。然而，具有如此優(yōu)良的切削特性的刀具具有明顯的缺點。象刀片非常的脆，易對螺栓體和刀柄造成損害造成安裝問題.。生噪聲、振動以致斷裂破碎，結果出現(xiàn)象切削精度下降等問題。當對刀具進行維護時實行以下的過程是很必要的：7.2.1確保刀片之間沒有接觸要避免象圖7.1那樣手握許多的刀片。也要戒除象圖7.2那樣把幾把刀片放在同一個口袋中。要確保象7.3那樣將刀片分隔存放,每隔放置一把刀片。刀具的相互接觸將導致邊緣的脫落和碎裂7.5,7.6,7.7都展示了這種情況。7.2.2要保證刀片之間沒有接觸刀片之間的接觸會對接觸的部分造成傷害，從而是它們的切削能力下降。7.2.3刀具維護時的注意事項將刀具掉落在硬地面上將會造成切削邊緣的損壞。這種問題特別容易放生在很脆的陶瓷刀具上和又長又脆的刀具像滾花刀和鉆頭。操作工人要防止在地面不太平坦的時候,用手推車搬運放在盒子里的刀具，這樣是將會造成刀具的損壞的。圖7.7顯示了由于和其他的刀具接觸而造成的到柄損壞的例子。 7.1避免用手拿很多刀片 7.2不要把刀片放在口袋里 7.3 避免將刀片以無續(xù)的狀態(tài)放在刀片盒里 7.4由于刀片的接觸在刀片的邊緣產(chǎn)生的缺口 7.5，7.6由于刀片的接觸而出現(xiàn)缺口不能使用的陶瓷刀片當將刀具放置在金屬架子上和金屬盒子里時，必須保證切削的刀邊不能接觸金屬的表面，放置時的輕拿輕放也是必要的。圖7.8顯示了刀柄邊緣被扭曲的例子，建議使用塑料和橡膠或是聚乙烯盒子。在刀具的安裝處損壞將導致安裝精度的下降，在這種情況下不能在好的經(jīng)濟效益下,獲得好的剛度和穩(wěn)定性，結果產(chǎn)生振動和噪聲導致刀具的壽命變短，切削邊緣的穩(wěn)定性變差。 7.7由于切削刀具的相互接觸而對刀座的損害 7.8刀座的扭曲變形損壞 7.9推薦帶手套處理刀具7.2.4在操作時對刀片座的保護和刀片一樣,刀片座也是由碳化物制成的。因此刀片的振動經(jīng)常會導致刀片座的變形損壞。在這種情況下,度下降.當?shù)镀荒芊€(wěn)定的固定,不能很好的切削。如果在使用多重刀具時候(像滾花刀)將會導致切削邊緣的可靠度下降和切削精度下降。使用可分類刀片時注意保護刀片座也是和必要的.7.2.5當處理刀具時要帶手套像圖7.9那樣帶手套操作是我們強烈推薦的，空手拿刀片是非常不明智的。當?shù)镀话惭b在到刀片座上時,就存在損壞的危險。當?shù)毒呱贤可嫌偷臅r候就增加了這種危險性。手上的汗和油將導致刀具的生銹，鐵銹使刀具的表面不平使安裝的穩(wěn)定性下降,產(chǎn)生振動和噪聲,使切削精度下降。7.3刀具的維護和保養(yǎng)7.3.1刀具管理的基本知識適當?shù)膶Φ毒吖芾恚匀〉庙槙车那邢鬟^程是很必要的。這門學問不是機械上設備的操作知識而是管理學的知識。大體知識結構概括如下：1刀具的管理不意味著單單保存它，而是為刀具深層次的使用作準備而使刀具在一個可以立即使用的狀態(tài)下保存它。2像可分離的刀片，在下一道工序還沒有確定的時候一定要把它拿下來3如果刀具要是有一段時間不能應用的話,一定要對刀具進行防銹處理。4應根據(jù)刀具的用途、型號、使用頻率來安排保管刀具。5儲存刀具時要使它們?nèi)菀捉咏?要確保損壞的刀具在保存前要先進行修理。7對于已經(jīng)永久損壞的刀具要及時丟棄，不要保存沒有用的刀具。8對工人進行刀具管理方面知識的教育，對刀具的管理建立規(guī)章制度，并且對所有工人逐漸灌輸這種思想。7.3.2對刀具相互接觸的預防可分類的切削刀片是由硬度在34-45hrc的合金鋼通過熱處理制造的。刀具體是由高碳鋼和硬度低于35hrc 的合金鋼制成的。刀具的接觸將導致接觸區(qū)的損壞而導致切削精度的下降，以下幾點注意事項被認為可以防止這些問題出現(xiàn)：1儲存時就要避免刀具的接觸.不要像圖7.10和7.11所示的那樣的存放刀具。表7.1顯示了因為與其他刀具安裝螺桿接觸，在刀具表面產(chǎn)生的不可修復的粗糙度的變化情況。分體刀具安裝處的粗糙度的數(shù)值過大使得其安裝到機床上極其困難。更主要的是如果損壞發(fā)生在刀座上，安裝分體刀片是很麻煩的。象表7.2所示的如果刀具上有凹坑，在切削表面將會導致表面不平。在這種情況下，消除不平的表面的方法是用油性磨刀石。圖7.2展示了刀具表面在被恢復的情況。 7.10 7.11表7.1因為和其他的刀座的接觸螺栓體表面粗糙度的變化表7.2由于刀具的相互接觸而產(chǎn)生塑性扭曲的例子2保持刀具在一個安全的條件下使用.像儲存刀具的時候不能讓它們從架子上掉落下來。3從光滑的架子上移動的時候，保證刀具在箱子沒打開前不被移動。4如果刀具的備件很容易損壞，保存多余的備件是很必要的。 7.12在修理后一個小洞的重大影響 7.13生銹的洞表7.3防銹和不防銹的表面粗糙度對比7.3.3刀具的防銹圖7.13示的刀柄生銹,表7.3展示了刀具生銹的程度和表面粗糙度的關系.鐵銹大大安裝處的堅固程度。1當室外的潮濕度很高的時候，要保證窗子是關著的。雖然刀具表面的涂層能夠防銹，但是長時間放置在潮濕的環(huán)境下還是會生銹的。2.特別要注意因為環(huán)境溫度的不同引起的刀具的生銹。象切削刀具頻繁從冷的地方使用而后又移入溫暖的環(huán)境，這將導致刀具表面生銹。3通常金屬架子沒有防銹涂層，所以特別容易生銹。把刀具放置在其上也會導致刀具生銹。辦法是在架子上蓋上像塑料、橡膠或聚乙烯材料。4如果刀具長時間不用，就要周期性的檢查刀具的情況。刀具特別是刀座和安裝的部分尤其不能生銹。7.3.4分類刀片的管理方法刀片是刀具的的切削韌因此是刀具的重要部分。它又小又輕故此方便攜帶和處理；而另一方面,處理不認真,將不同等級的刀片混在一起，或是將同一種類不同等級的刀片防在一起,以上這種情況都會使刀片的辨別變得困難.以下都是要考慮的因素。1 個箱子只放一個刀片,以防刀片之間的相互接觸。2 于分類刀片,使用者要做有效的記號。a保存刀片的時候,同一種刀片作同樣的記號。b如果一種刀片一個盒子放不下,一定要將這些盒子放在一起。3根據(jù)刀具的生產(chǎn)公司和產(chǎn)品的數(shù)目來保存它。4根據(jù)刀片的公差等級來儲存它.像A、C、E、G、M等等。5可以根據(jù)刀片的等級,用途.形狀來儲存它。6確保同樣形狀不同等級的可分類刀片不放在一起。7.4刀具的應用和維護的知識在產(chǎn)品設備的保養(yǎng)維護中最重要的使用技術.。但是，無論保養(yǎng)和維修的技術多么先進,但是操作者在選刀的時候范了錯誤，選了不合適的切削條件的刀具.那么產(chǎn)品設備的損壞也會發(fā)生,對刀具也是如此.7.4.1選用切削刀具要適合切削的目的。所有的產(chǎn)品設備像切削刀具、手動工具和貴重機器都有其專門的用途。為了將起所有的特性都發(fā)揮出來利用，我們必須選擇最合適的操作方法。刀具的選擇應該基于刀具的特性。1選擇切削刀具必須適用于工件的材料特性。例如：不能用切削鑄鐵的刀具來切削剛。選擇不適合的刀具會引起刀具邊緣的損害，這將導致切削溫度的提高和提高切削抗性這都將導致對刀具體的損害。在選擇刀具的等級和刀片的形狀時必須小心，特別對于難于切削的材料。如圖7.14所示的是由于刀具等選擇的不正確，切削熱使工件和刀具熔為合金之后很短時間內(nèi)刀具外部生成的非常薄的層。在切削難加工的工件時，等級和形狀選擇不正確會在刀具上很快出現(xiàn)裂痕也會導致刀片座的損壞。7.14 用不合適的到造成的非正常的損失7.15表面磨削合適和不合適的磨削深度而產(chǎn)生的不同情況對比2根據(jù)使用切削刀具規(guī)定的用途來使用它。在一般的情況，在粗切和精切時使用一把刀是不可能的.選擇刀具不恰當?shù)臅r候會導致切削邊緣非正常的損壞和對刀具體的損壞。3在刀具合適的使用范圍使用它，應用范圍包括：切削狀態(tài)、切削模式、刀具壽命標準和切削流。在合適的切削范圍以外使用導致的損傷將引發(fā)精度的問題。4根據(jù)工件的形狀和寬度來選擇表面的滾花刀，選擇不合適的滾花刀將導致振動，使刀具的壽命嚴重下降。5對于專用刀或是高速刀具，它們更是要在合適的使用范圍內(nèi)使用，不能使用精切刀來代替粗切刀。用高速刀具象陶瓷刀具來代替低速刀具也會導致斷裂的問題。7.4.2刀具要適合機器切削技術的硬件主要是由機床和切削刀具組成的。足夠的柔性來掩蓋其他部分的缺點，可以防止麻煩的產(chǎn)生。1如果機床的軸向力很小或是剛度很差，這時要選擇鋒利的和低切削抗力的刀具。2如果機床的精度不高選擇圓角半徑小的，鋒利和切削抗力小的刀具。更重要的是選擇具有好的切削邊緣可信度的刀具，這樣在振動和噪聲的條件下滑落和斷裂都不會發(fā)生。7.4.3在準備切削刀具時的注意事項：象自動化和非人的操作使得在準備階段的核查工作變的很重要，1當使用來自不同廠家的刀片時有種可能是切削性不同。這種情況的切削振動和異常損害要特別小心。 7.16根絕切削邊緣的損壞 7.17因為沒有緊固刀片的損壞對磨削表面和刀具壽命的列表2在使用多把刀具的時候,要保證工序表被安排在可接受的范圍內(nèi).如圖7.16所示由于工序表安排不合適印發(fā)的刀片上的損害。3當使用可分類的切削刀具時,對刀片座的損害和扭曲是要特別小心的。4當將刀片安裝在刀具上時,保證不要安裝的過緊.對于陶瓷刀片如果安裝的過緊能導致刀片碎成幾片,如7.17所示那樣。5當將刀片安裝在刀具上時,要選擇合適夾具螺母形狀和大小的扳手.如圖7.18所示對于同一個夾具螺空用合適和不合適的扳手的后果。7.4.4將刀具安裝在機床上時的注意事項每一把刀具和機床一樣都有不同的結構.一把刀具安裝的合適與否對機床的等級精度的影響是深刻的.1當將切削刀具安裝在機床上時，保證沒有灰塵和鐵屑在刀具體，刀具空和各個部分。2當安裝刀片時,特別是薄刀片時,保證沒有扭彎和彎曲是很必要的.3當安裝多功能時,要保證切削邊緣已經(jīng)經(jīng)過過熱處理。7.4.5設置切削環(huán)境時的注意事項當?shù)毒吆颓邢鳁l件不相適應時，刀刃就會像圖19那樣折斷，如圖20那樣焊接，高速刀具的疲勞情形如圖21，塑性疲勞變形如圖22，這些都是何容易發(fā)生的。以下是選刀具時應注意的。 7.19切削邊緣的振動 7.20切削邊緣的融合 7.21高速刀具的切削 7.22切削邊緣的塑性扭曲1依據(jù)刀具的性能參數(shù)來選擇切削條件。以下就是刀具的各種參數(shù)A：端銑和立銑 刀具的等級，直徑，傾角，軸傾角，內(nèi)傾角，引腳，螺旋角，立銑刀尖形狀（圓或方），刀齒的數(shù)目，刀片槽的尺寸，刀把的大小，刀具的長度，機器安裝環(huán)境，刀具突出的長度。存在實體，刀刃幾何形狀，精度和系列刀片的形狀。破碎機的實體和幾何形狀，刀具的結構。B: 運轉時的刀把和鉆桿 刀具等級，前傾角，側傾角，前面角，側面角，切削刃前角，切削刃后角，修圓角尺寸，側面大小，機器安裝環(huán)境，刀具突出的長度，刀刃的的幾何形狀，刀片的精度和形狀，刀具的結構（鍍銅的，成系列的刀片，實心的等）C：鉆具 鉆刀的等級，直徑，伸出長度，頂角大小，刀刃數(shù)目，間隙大小，橫刃的幾何厚度，鉆刀的形狀（如麻花鉆，直鉆等）錐度大小，定位導向aihfiksbfjhfbjhffbsbfsgfjsfmshfksfsfnk2依據(jù)刀具不同等級的性能來選擇切削環(huán)境。以下是刀具的等級類型及性能。 A：高速鋼，炭化鋼，陶瓷，金屬陶瓷，F(xiàn)CR,CBN和金剛石 B：D級，M級和K級的性能（高溫硬度，內(nèi)應力，疲勞強度，抗氧化能力，高溫氣流穩(wěn)定性，塑性變形抗力，節(jié)點抗力，高強度抗力，熱爆抗力和熱震抗力）3依據(jù)工件性能來選擇切削條件。以下是工件的性能： A：刀具的化學成分，硬度，強度，扭曲率，熱處理條件，拉伸強度，高溫硬度，易碎性，可淬性，親和性和可煅性。 B：工件和成品的形狀，原料的去除，剛度，毛邊表面性能（硬度和面的縮放比例）材料密度（厚度變量）長度和直徑的關系，節(jié)點抗力。4依據(jù)現(xiàn)況和切削液特點來選擇切削環(huán)境。切削液的性能包括冷卻方法，冷卻體和冷卻類型。圖23如圖23是高速切削后，所產(chǎn)生的熱量在冷卻過程中對刀刃的沖擊后的破壞的情形7.23在潮濕的表面磨削由于溫度而產(chǎn)生的裂紋引起的永久的震動7.4.6車削后對刀具的維護 在切削后把刀具從車床上移走時，要特別注意在維護中所涉及的刀具管理的項目。當往箱子里或架子上存放刀具時要特別注意維護的規(guī)則和管理的技術。5刀具的再修復和維護鍍銅刀具是由切削刃和與其不同材料的長柄組成的，在這種情況下很多問題容易發(fā)生。在許多情況下，研磨和再研磨時所出現(xiàn)的毛病是由制造鍍銅刀具過程中的問題所引起的。首先，由鍍銅的技術所關聯(lián)的問題，再者，也有成本的問題。7.5.1劣質鍍銅所涉及的問題通常，銀或銅比較適合做鍍層材料。吸濕性依賴于材料被粘結劑連接的強度。鍍銅材料的吸濕性因依賴于刀具的等級和鋼材料的性能而有不同的意義。1刀具等級和吸濕性擁有大量粘結材料的刀具的吸濕性高，而只有很少；量的粘結材料的刀具的吸濕性是很低的。WC-CO級具有高吸濕性而WC-TiC-TaC-Co級有較低的吸濕性。當TiC的含量增加時，吸濕性就會降低。K級碳化物具有較高的吸濕性，接下來依次是M級和P級。陶瓷具有比P級更低的吸濕性。與陶瓷相比鍍銅和鍍銀的吸濕性已經(jīng)是很低的了。 2吸濕性與柄的材料 含鉻高的鋼，含錳高的鋼和經(jīng)過熱處理的材料有較低的吸濕性。 3助熔劑是用來提高鍍銅材料的吸濕性的。助熔劑可以阻止鍍銅表面的氧化。經(jīng)過清除雜質的鍍銅材料不僅可以提高其吸濕性也能氧化其表面的分子。由于柄的等級和其具有吸濕性的材料，鍍銅很容易出現(xiàn)問題，再者，助熔劑沒有及時起作用時問題也是很容易出現(xiàn)的。 7. 5.2鍍銅的斷裂 刀具的熱膨脹性和刀柄的材料實質上時不同的。圖表4是某一等級的刀具和刀柄在室溫下鍍銅的殘余應力圖。 碳化物和柄的材料的熱膨脹率是1：2，故當濕度正常時，刀具就能經(jīng)得起會導致斷裂得內(nèi)應力。 為了降低鍍銅時的變形，在柄上鉆些空或凹槽。為了多面鍍銅可以在刀具和刀柄間放上銅片或者銅網(wǎng)。如表7.5和7.6。再者，也可以如表7.7所示，刀座的厚度可以是刀片層面的3倍或更多。 不要在空氣中冷卻鍍銅刀具，因為溫度迅速下降會造成斷裂。把刀具放在鹽水盆里或木灰里或硅土里來冷卻，一直到7攝氏度，然后在放到熱水里來清洗，若不洗干凈，在研磨時就會軋傷，這將引起并造成碎裂。 7.5.3研磨與再研磨的碎裂 由于在磨石上進行粗磨或擠軋而引起研磨溫度迅速上升的原因，產(chǎn)生的殘余應力，會引起研磨裂縫。此外，不適當?shù)牟僮饕矔鹚榱眩拖裱心ズ蟀阉旁谒?。圖24是手柄的研磨碎裂，圖25是這些碎裂的放大圖，圖26是延長后的碎裂。圖27是刀柄的最后破壞情況。 表框1是關于研磨鍍銅刀具的要點概括。表框2和圖表8是車刀的研磨順序，圖表9是邊磨刀的研磨順序。表7.4殘余應力對銅件的影響 表7.5防止鍍銅斷裂的措施表 表7.6刀桿長度和鍍銅斷裂的關系表7.7在刀桿上開洞減小壓力