在切削理论以及实际加工实验中,都说明牛鼻刀比平底刀使用寿命更高。在这里我简要的介绍一下牛鼻刀的修磨与使用方法。

1. 修磨原理

昆铣磨刀机的示意图

修磨牛鼻刀就是要在平底刀的基础上,倒出一定半径的圆角。怎样才能倒出这个圆角呢?就要将倒角半径的圆心和磨刀机的旋转中心重合。磨制牛鼻刀就是通过磨刀机找到R圆的圆心,并使它和磨刀机的旋转中心重合。

原理示意图

2. 具体磨制方法

以磨制φ6R1为例说明牛鼻刀的磨制过程:总的来说,分为三个步骤:修前刀面、修磨底刃、倒圆角。

1)修前刀面

工艺步骤 调整旋钮调整角度注意事项

找位挡片
挡片要成竖直的90度

开半旋钮1,托架
要注意开半的长度不要过长

首先要用挡片找到开半的位置。先不要将收管夹紧,找到位置后,再夹紧。

用挡片找到开半的位置

找到位置后,再调节开半的长度,总的来说,开半的长度不要过长,我们在加工时,一般只用到0.1~0.2MM,我们的开半长度在0.4左右就可以了,这样去掉已经坏掉的0.1~0.2MM,留下的长度比较合理,不影响下次修磨。控制开半的长度,可以通过调节托架的伸出长度进行调节,将调节旋钮1旋松就可以调整托架的长度了。

磨刀机示意图

上面两步都调节好后,就可以开半了。将两个刃都修磨好后,将刀具转过90度,准备修磨底刃。还要注意的是使用的砂轮要细,否则不能磨制出锋利的刀具。

2)修磨底刃

工艺名称 修磨底刃

工艺步骤调整旋钮调整角度注意事项

副后角旋钮29度调整后锁死,以后就不要动了

副刃偏角旋钮3,螺钉592~93度螺钉5调整后,最好封死。旋钮3旋过92~93度后,锁死。

找位旋钮4

修磨

修磨完一个底刃后,要记下微调旋钮的刻度,并先将刀具推出砂轮再进行修磨另一个底认。旋钮1要锁死。

这一步需要调整的角度比较多。

(1)首先要调节副后角的角度。它的大小我们一般使用9度,它是通过调节旋钮2进行调节的。将刻度搬到9度,并且锁死。

先要搬出这个面的角度,9度

磨刀机示意图

(2)下面要调节副刃偏角。它的大小一般为2~3度,我们是通过调整调节旋钮3得到的。要将它调整到92~93度,如果你的磨刀机只能调整到90度,你需要调整螺钉5,将它旋松,这样就可以得到90度以上的度数了。得到92~93度后,就不要再松螺钉5了。将它固定,以便于下次修磨刀具。

然后搬这个角度,2~3度

磨刀机示意图

(3)下面要将刀具的中心和砂轮的内圈对齐。它是通过调整旋钮4(即限位螺钉)得到的。

刀具中心和砂轮内圈对齐

磨刀机示意图

以上三步都调整好后,就可以修磨底刃了。修磨好一个底刃后,要将微调旋钮的刻度记下,将刀向后退,退出砂轮平面,然后旋转180度,再修磨另一个底刃,也修磨到上一个底刃一样的微调刻度。另外要注意修磨时要将旋钮1锁死。

1)倒圆角

工艺名称倒圆角

调整旋转轴托架横向刻度尺
调整后锁死

侧刃找砂轮微调旋钮
1. 要多次重复,最终找到后,要将微调旋钮上的刻度记下,两个刃有可能不同。2. 刀尖找到砂轮后,要先将刀具拉出砂轮,再回到0刻度。

刀尖找砂轮旋钮1,托架

修磨

1. 以两个不同的微调旋钮刻度的平均值为基准进行修磨。2. 注意不要磨到刀具的侧刃。3. 注意锁死托架(旋钮1)

这一步需要调整和注意的问题就更多了,在修磨时,一定要注意各个关系。首先调整托架的横向位置。现在刀具的中心是对应着磨刀机的旋转中心,而在上面的原理图中我们可以知道,要让R圆中心对应磨刀机的旋转中心。现在磨制的是φ6R1的牛鼻刀。R圆中心和刀具中心相差2MM,所以,要将托架向外偏移2MM。

1)倒圆角

工艺名称 倒圆角

侧刃找砂轮微调旋钮
1. 要多次重复,最终找到后,要将微调旋钮上的刻度记下,两个刃有可能不同。 2. 刀尖找到砂轮后,要先将刀具拉出砂轮,再回到0刻度。

刀尖找砂轮旋钮1,托架

修磨

1. 以两个不同的微调旋钮刻度的平均值为基准进行修磨。 2. 注意不要磨到刀具的侧刃。 3. 注意锁死托架(旋钮1)

这一步需要调整和注意的问题就更多了,在修磨时,一定要注意各个关系。首先调整托架的横向位置。现在刀具的中心是对应着磨刀机的旋转中心,而在上面的原理图中我们可以知道,要让R圆中心对应磨刀机的旋转中心。现在磨制的是φ6R1的牛鼻刀。R圆中心和刀具中心相差2MM,所以,要将托架向外偏移2MM。

偏移示意图

磨刀机示意图

偏移的长度可以用下面的公式计算得出:

然后,用刀具的侧刃,通过调整微调旋钮,去找砂轮的侧边(步骤2)。如下图:

刀具侧刃找砂轮

然后将调节旋钮3旋转92~93度,再用刀尖去找砂轮。(步骤3)

旋转过去后的情况可能是离砂轮很远的情况,不要改变微调旋钮上的刻度,要改变托架的伸出长度来找砂轮。

这个过程是通过调整托架伸出长度

刀尖找到砂轮后,再将旋钮3调回到0度,在这时一定要注意要先将刀具拉出砂轮的范围后,在旋转回0度。这时刀具的侧刃和砂轮又没有接触了,再重复步骤2、3,大概需要经过三次就可以得到两面都碰到砂轮了。这时要将微调旋钮上的刻度记下来(如88)。

将刀具旋转180度,对另一个侧刃进行步骤2、3。这一次,应该一次就可以找到刀具的侧刃和底刃都碰到砂轮。同样记下微调旋钮上的刻度,它的变化应该不大(如92)。

现在就可以修磨R角了。在修磨前,要将旋钮1锁死。上面的两个微调旋钮刻度不一致,我们取它们的中间值(90)。旋转微调旋钮退出刀具,将砂轮开启,一面旋转微调旋钮,一面在0度与90度之间旋转托架,直到微调旋钮的刻度到90。修磨好一面的R角,旋转微调旋钮将刀具退出,再将刀具旋转180度,同样的方法修磨另一个侧刃,微调旋钮的刻度也要到90。

1. 修磨中要注意的问题

要养成看刻度的习惯:在找开半位置时,最好就将刻度旋转到刻度0上,以后使用90、180、270度,很好找到,以免出错。还有微调旋钮上的刻度,一定要记下来,否则就不可能磨出好刀。

(1)在用刀具的侧刃找砂轮的时候,刀具在砂轮内的长度不要过长,超过R圆的半径就可以了。

(2)一定要注意将应该锁死的旋钮锁死。

(3)注意将螺钉5调整完成后,封死。这样下次再进行修磨底刃时,就不用再去找主偏角的角度了。

(4)在各个过程中,搬各个角度的顺序不要弄错。

(5)修磨完成后,最好将刻度还原,以免影响其他磨刀工作。

2. 牛鼻刀的使用

我们修磨的牛鼻刀的R角的准确性不是很好,在设计刀具路径时,不能按牛鼻刀进行计算,要以刀具的最大直径去设计刀具路径。如上面我们修磨的刀具,不能按牛鼻φ6R1进行计算,而是按φ6平底刀进行计算。

使用时,要使用浅吃深的加工策略。加工的材料越硬,越要注意调整刀具的吃刀深度。实际上,吃刀深度越小,对于牛鼻刀来说,有效切削直径就越小,这样在相同的主轴转速下,实际切削线速度就降低了。反过来说,相同的切削线速度时,使用牛鼻刀的主轴转速高,这样主轴电机的输出功率就高(电机的输出功率和主轴转速成正比)。

使用牛鼻刀加工的情况

有效切削直径小于刀具直径

这是使用平底刀加工的情况

它的有效切削直径就是刀具的直径

在使用牛鼻刀时应注意的问题:

(1)路径间距不能大于留下的直径:例如上面修磨的刀具,留下的直径为4MM,在生成路径时,路径间距不能大于4。如果大于4,在加工时,实际切削深度就大于我们设计的深度了。

(2)要注意使用环切,并使用顺铣。

(3)要尽量减小刀具伸出的长度,提高刚性。

(4)各个角度可以做一定小范围的调整,来改变刀具的切削性能。总的说,角度越大,刀具越锋利,但刀具强度降低。

(5)刀具的后背可以不用进行修磨,在实际加工中,它不会发生干涉。不修磨后背可以提高刀具的强度。

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