预防刀具偏移:成因、后果与实用对策
每个机加工人员必须意识到刀具偏移,因过度偏移可能导致刀具或工件灾难性失效。偏移是物体在载荷下产生弯曲和/或断裂的位移。
例如: 观察无人重量压力时静止跳板,板是直的。但跳水者向板端前进,板弯曲加剧。刀具偏移可类比理解。

偏移可能导致:
- 刀具寿命缩短和/或断裂
- 表面光洁度不佳
- 零件尺寸不准确
刀具偏移对策
最小化伸出量
伸出量指刀具伸出刀柄距离。简单说,伸出量增加,刀具偏移可能性增加。刀具伸出刀柄距离越大,可夹持刀柄部分越少,视柄长而定,可能导致刀具谐波振动引起断裂。简单说,为最佳工作条件,尽可能深夹持刀具以最小化伸出量。

长刃与长伸长对比
减小偏移另一方法是充分掌握长刃和长伸长刀具区别。刚性差异原因在于刀具芯径。材料越多,刀具越刚性;刃长越短,刀具越刚性、寿命越长。虽每种刀具选项有其益处和必要用途,但为操作选用正确选项很重要。
下图展示刀尖受力与刃长关系,显示仅刀尖啮合切削时刀具偏移量。获得刀具最长寿命关键方法之一是选择最大直径刀具上最小伸长和刃长以增加刚性。

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何时选择长伸长刀具
伸长刀具典型用于去除柄部无法进入但刀具切削直径非切削延伸部分可进入的间隙处材料。切削刃后此伸长长度也略小于切削直径以防蹭刀(非切削面摩擦工件)。伸长刀具因多功能性和刀具寿命是刀库最佳补充刀具之一。

何时选择长刃刀具
长刃刀具有较长刃长,典型用于保持零件侧面无缝壁或槽内精加工应用。芯径贯穿切削长度同尺寸,导致零件内偏移潜力更大。若切削刃啮合太少搭配高进给率,可能导致锥度刃。深槽切削这些刀具非常有效。HEM 中也因其伸长刀具不具备的排屑能力而非常有益。

偏移与刀具芯径强度
直径是计算偏移重要因素。机加工人员常用切削直径计算长刃刀具偏移,实际需用芯径(如下图)。因刀具刃槽部分刃槽谷无材料。伸长刀具计算用芯径直到伸长部分,过渡到颈径。改变这些值可将偏移降至伸长刀具不明显点,但可能影响长刃刀具关键尺寸。

偏移总结
若开工前未妥善考虑,刀具偏移会损坏刀具和报废零件。务必最小化刀柄到刀尖距离以将偏移降至最低。了解更多减少加工中刀具偏移方法,请参阅《深入解析切削深度》。
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