球刀的使用技巧

z_ty1987

球头刀的使用技巧
技术支持部：回文刚
2004-5-17
        在前面我介绍了牛鼻刀和平底刀的使用问题。总体上说，主要是针对粗加工刀具的介绍，而在精加工中使用最多的是球头刀，下面我就来介绍一下球头刀的使用问题。
1.        使用球头刀的优点
1）        可以获得更加平稳的加工状态：使用球头刀进行加工时，切入角是连续变化的，几乎没有突变的现象，这样切削力的变化也就是一个连续的变化过程，这样加工时可以保证切削状态更加稳定，表面光洁度更高。
2）        球头刀是进行曲面半精加工和精加工最理想的刀具：我们使用的主轴电机抵抗轴向力的能力差一些，所以，一般不能使用球头刀进行粗加工（轴向切削力过大），而在半精加工中，使用球头刀是非常好的。使用球头刀进行半精加工后，加工残料少，这样更有利于进行下面的精加工。半精加工的路径间距一般是精加工间距的两被，如果是使用平行截线的方法，最好和精加工走刀方向成90度。
3）        降低了实际切削半径：就像使用牛鼻刀一样，使用球头刀减小了实际切削直径，降低了切削线速度，减小了切削加工时的切削功率和切削扭矩，更有利于主轴电机在更好的状态下进行加工。

球头刀切削示意图
2.        使用球头刀应注意的问题
1）        尽量减小使用刀尖加工工件：在球头刀刀尖位置，在实际加工时，加工线速度为0，也就是说，实际上刀具不是在进行切削，而是在进行磨削，实际加工中，冷却液根本加不到切削区，这样更加导致切削热比较大，刀具寿命下降。
2）        对于直壁最好使用等高外形的加工方法进行加工：要尽量减少球头刀沿着直壁向下加工的现象。相对来说，沿着直壁向上加工是非常好的方法，但是在实际加工中很难将它们分开。下面对比一下两者的不同。

这是使用球头刀向下加工的情况

这是使用球头刀向上加工的情况
使用等高外形加工直壁就可以减少向下加工的现象。如果可以使用“从下向上走刀”这样的现象就可以避免。在使用“从下向上走刀”要首先考虑第一刀的吃刀量是不是太大，如果上面加工后在曲面根部留有比较大的残料，那么第一刀加工量就有可能太大。这样不能保护刀具反而破坏了刀具。
3）        注意对深槽的加工：在加工深槽时，刀具可能完全沉下去，由于球头刀的容屑槽相对较小，在加工比较粘的材料（如紫铜），进给速度较快时，很容易断刀。所以，在使用球头刀进行加工时，要注意排屑。
3.        加工实例

大圆尾文件示意图
加工工艺卡
文件名称        大圆尾
加工材料        40Cr(退火) 尺寸：200*120*30
使用设备        JDCUVRER
    参数
工序        使用刀具        走刀方式        吃刀深度（MM）        路径间距（MM）        主轴转速(转/分钟)        进给速度(M/min)        加工时间
粗加工        平底φ3        往复行切        0.1        2        12000        1.8        2小时13分钟
半精加工        球头φ3                        0.05        14000        1.2        1小时3分钟
精加工        球头φ3        往复行切
垂直扫描                0.04        14000        1.2        4小时40分
清根        平底φ2                                14000        0.4        2分钟
备注        总用时：7小时58分钟


4.        加工体会
1）        表面光洁度和路径间距有很大的关系，经过观察，路径重叠率要在98%以上，加工出的曲面光洁度才理想。
2）        精加工时，也要有一定的吃刀量，否则加工出来的工件光洁度也不高。精加工的吃刀量的多少和被加工材料的加工硬化性有关，一般来说，越软的材料加工硬化的现象越严重，这样精加工时的吃刀量就要大一些。下面给出一些常见材料精加工吃刀量建议表：
材料        45#钢        铬钢        紫铜        铝合金
吃刀量        0.05MM        0.03MM        0.1MM        0.05~0.1MM
（说明：铝合金的吃刀量和与合金含量（锌）的比例有关，比例越高，吃刀量越小）
3）        比较陡峭的曲面采用等高外形的方法加工，比较平坦的曲面采用平行截线的方法加工。这两种加工方法的相接位最好在陡峭面上，这样可以减少接刀痕迹。还可以适当的使用曲面流线的方法消除接刀痕迹。
4）        精加工的路径间距应保持一致，这样加工出来的曲面才能获得相同的表面光洁度。
5）        精加工路径的方向要尽量和在曲面曲率变化最大的方向上，如果平行截线不能实现，可以使用残料清根的“垂直扫描”的功能实现。例如加工下面的曲面，最好使用垂直扫描。

像这样的曲面位置，使用垂直扫描加工出的效果最好
6）        曲面的精度要高，这样加工出的曲面效果才会好。几何曲面的精度是很高的，如果是网格曲面，可以使用曲面优化提高曲面精度。



上面是总结的我个人经验，有可能不全面，希望大家指出不足和错误，谢谢！联系电话：（010）60801188——1015。技术支持部：回文刚。

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