錐度平底刀磨制方法課件

項(xiàng)目三：刀具的選用修磨任務(wù)一：錐度平底刀的修磨在CNC雕刻加工中，雕刻CAD/CAM軟件承擔(dān)了幾何造型和刀具路徑編程的任務(wù)，CNC雕刻機(jī)承擔(dān)了雕刻加工的任務(wù)，而雕刻刀具則是CNC雕刻機(jī)的工具，是兩者的橋梁。雕刻刀具在雕刻加工中的重要性是不言而喻的，本章介紹錐度平底刀的修磨方法。一：錐度平底刀（一）錐度平底刀錐度平底刀（簡(jiǎn)稱錐刀）的外形和參數(shù)如圖所示圖3-1

在精雕雕刻軟件JDPaint中，錐度平底刀是按照這樣的規(guī)則來(lái)命名的：[刀具類型]JD-錐度一底直徑，比如，[錐度平底]JD-30-0.40，就表示是一把錐度為30°，底直徑為0.40mm的錐度平底刀。（二）錐度平底刀描述參數(shù)在CAM編程過(guò)程中，要選擇正確的刀具，就要考慮該把刀具的哪些參數(shù)會(huì)影響最終的路徑生成。對(duì)于錐度平底刀要考慮三個(gè)參數(shù)：(l)錐度。如圖3-1中的口，即刃全角，也就是通常說(shuō)的一把多少度的錐刀。刃全角的一半（半錐角）就決定了雕刻加工后產(chǎn)品的側(cè)邊斜度或拔模角度，錐度的誤差將直接影向產(chǎn)品的加工精度。(2)底直徑。如圖3-1中的D2，一把多大的刀就是指底直徑多(3)底直徑的誤差將直接影響產(chǎn)品的加工精度。(4)刃高。如圖3-1中的H，即刀刃有多高，它限定了一次最大吃刀的深度。最大刃高由錐度和底直徑來(lái)決定，但是要在磨制過(guò)程中保證錐刀刃高夠用。精雕雕刻軟件JDPaint在計(jì)算刀具路徑時(shí)是按照上述三個(gè)參數(shù)進(jìn)行的，如果實(shí)際有誤差，將影響加工精度。（三）錐度平底刀各部分及角度識(shí)別(1)錐刀的兩個(gè)刀刃和三個(gè)刀面。如圖3-2所示，錐刀有兩個(gè)切削刃，分別是庶刃和側(cè)刃，切削刃是錐刀參與切削的部分，其中，底刃用于切削底面，側(cè)刃用于切削側(cè)面。錐刀刀的端部包括前刀面、后刀面、副后刀面，三個(gè)刀面是在刀具刃和三個(gè)刀面磨制過(guò)程的三個(gè)不同步驟中得到的。圖3-2錐刀的兩個(gè)刀刃和三個(gè)刀面(2)錐刀角度。仔細(xì)觀察～把錐刀，它有四個(gè)需要認(rèn)識(shí)的角度，即主刃偏角、后角、副后角、副刃偏角，如圖3-3所示。

圖3-3錐刀的四個(gè)角度1)主刃偏角。主刃偏角即圖3-3中的δ，主刃偏角的2倍就是錐度刀的刃全角，即錐角或錐度。在加工時(shí)，主刃偏角（即半錐角）就是工件的側(cè)面角度。主刃偏角的大小和刀具強(qiáng)度成正比。使用錐刀時(shí)，主要依據(jù)產(chǎn)品加工要求來(lái)確定主刃偏角的大小。2)后角。即圖3-3中的α，后角是后刀面與切削平面間（刃尖外圓切平面）的夾角。后角的主要功用是減少切削過(guò)程中后刀面與加工表面之間的摩擦，后角的大小還影響作用在后刀面上的力、后刀面與工件接觸長(zhǎng)度以及后刀面的磨損強(qiáng)度，因而對(duì)刀具耐用度和加工表面質(zhì)量有很大影響。后角越大，相應(yīng)的刀具也越鋒利；但后角越大，刀具的強(qiáng)度越低。3)副后角。即圖3-3中的β，與后角的作用相同，它可以減少副后刀面與加工表面之間的摩擦。副后角越大，刀具越鋒利。4)副刃偏角。即圖3-2中的γ，．副刃偏角影響排屑，同時(shí)副刃偏角大于5。將會(huì)導(dǎo)致加工出來(lái)的工件底面不平。刀具中心的切削線速度為0，沒(méi)有切削能力，如果刀具中心首先接觸材料會(huì)造成刀具磨損和對(duì)主軸電動(dòng)機(jī)的傷害。由于刀具存在副刃偏角，在下刀時(shí)可避免這種情況的發(fā)生。綜上所述，一把后角、副后角、副刃偏角都較大的刀具比較鋒利，適合于加工非金屬類或有色金屬材料，而且斷屑效果較好；反之，如果一把后角、副后角、副刃偏角都較小的刀具強(qiáng)度相對(duì)較好，適合于加工硬金屬材料，不易斷刀。二、磨刀機(jī)使用及校準(zhǔn)（一）磨刀機(jī)功能與結(jié)構(gòu)(l)磨刀機(jī)的功能。CNC雕刻刀具的磨制一般使用小型萬(wàn)能磨刀機(jī)，以昆明銑床廠生產(chǎn)的KXMIOC型萬(wàn)能磨刀機(jī)為例，其額定電壓為220V，功率為180W，磨頭轉(zhuǎn)速為5200r/min，其他參數(shù)可以參見(jiàn)磨刀機(jī)附帶的使用說(shuō)明書(shū)。磨刀機(jī)可以對(duì)刀坯進(jìn)行開(kāi)半（磨制平面）、磨制角度、磨制圓弧等一系列操作。這幾種動(dòng)作的組合可以磨制和修磨多種刀具。使用萬(wàn)能磨刀機(jī)可以磨制的刀具包括開(kāi)半錐度刀、開(kāi)半單刃平底刀、三棱錐刀、雙刃直槽平底刀、雙刃直槽牛鼻刀、雙刃直槽球頭刀以及雙刃直槽錐度牛鼻（球頭）刀等多種類型。使用萬(wàn)能磨刀機(jī)還可以修磨螺旋平底刀、螺旋牛鼻刀等刀具。(2)磨刀機(jī)的結(jié)構(gòu)。昆銑KXMlOC型萬(wàn)能磨刀機(jī)的結(jié)構(gòu)及各部分的名稱如圖3-4所示。圖3-4磨刀機(jī)的結(jié)構(gòu)（二）磨刀機(jī)校準(zhǔn)磨刀機(jī)準(zhǔn)確與否直接影響磨出刀具的準(zhǔn)確性，同時(shí)，由于目前市場(chǎng)上的磨刀機(jī)型號(hào)繁多，質(zhì)量參差不齊，因此，在使用磨刀機(jī)前尤其是初次使用時(shí)必須對(duì)磨刀機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn)。(l)校驗(yàn)收管是否偏心。磨刀時(shí)，刀坯是裝夾在收管中的，只有保證了收管的同心度在一個(gè)允許的范圍內(nèi)，才能保證磨制出的刀具不偏心，可以按照以下兩種方法校驗(yàn)收管是否偏心：1)嚴(yán)格的校驗(yàn)方法是在收管內(nèi)裝上刀坯，刀坯露出收管約10mm，在端部用百分表測(cè)跳動(dòng)量，跳動(dòng)量在0.02mm之內(nèi)說(shuō)明收管同心度合乎要求，如果大于0.02mm就不能使用。2)簡(jiǎn)單的校驗(yàn)方法是把刀坯裝在收管內(nèi)磨出錐度比較小的圓錐，看圓錐和圓柱的相貫線是否是一個(gè)圓，是不是恰好是刀坯的橫截面，如果不是，說(shuō)明收管偏心。

如果收管存在偏心，根據(jù)偏心的程度，采用清理收管、重新裝夾收管、重新裝夾刀坯等措施，看偏心是否能夠消除，如不能消除，則需找專人修理。(2)校驗(yàn)刀架刻度盤(pán)“0”位置是否準(zhǔn)確。磨刀機(jī)上刀架刻度盤(pán)刻度在“o”位置，有時(shí)并不是真正的“o”位置，如果存在偏差，將會(huì)影響磨刀時(shí)的開(kāi)半面、后角以及錐度的準(zhǔn)確性，所以，必須按照以下步驟對(duì)“0”位置進(jìn)行檢查和校準(zhǔn)：1)裝入刀坯，調(diào)整位置。在收管內(nèi)裝一根長(zhǎng)度為30mm左右的刀坯，把收管刻度盤(pán)調(diào)為“o”鎖緊，收管前端在砂輪右側(cè)并通過(guò)限位螺釘調(diào)至距砂輪外側(cè)約0．5mm。2)初步判斷。轉(zhuǎn)動(dòng)手把，讓刀坯逐漸靠近砂輪面，當(dāng)?shù)杜鲃倓偨佑|砂輪時(shí)，如果刀坯在接觸砂輪處被均勻地磨出一個(gè)面，說(shuō)明刻度盤(pán)“o”位置比較準(zhǔn)確，如果不是，說(shuō)明刻度盤(pán)“o”位置不準(zhǔn)。3)準(zhǔn)確判斷。讓刀坯繼續(xù)被修磨，直到整個(gè)面都被磨到，用千分尺測(cè)量磨出平面的兩端位置，比較兩個(gè)測(cè)量值，如果前端大，說(shuō)明磨刀機(jī)“o”位置偏向左，需要在o刻度右側(cè)找到理論“o”位置，如果前端小，說(shuō)明磨刀機(jī)“o”位置偏向右，需要在o刻度左側(cè)找到理論“o”位置。磨刀機(jī)“o”刻度不準(zhǔn)，磨制出的刀坯。在判斷出應(yīng)該在哪邊找到真正的“o”位置后，按照下面的方法進(jìn)行零點(diǎn)校正工作。

(3)校正零位置。首先將轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)到最小刻度，可能為負(fù)值，旋松轉(zhuǎn)臺(tái)下部的鎖緊手柄，將刻度圈調(diào)整到“o，，位置（此時(shí)只是刻度圈動(dòng)，轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)際不動(dòng)），然后旋松轉(zhuǎn)臺(tái)上的螺釘，輕輕調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)臺(tái)位置（此時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)和刻度圈都可以轉(zhuǎn)動(dòng)）。調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)臺(tái)位置時(shí)按照上一步驟的判斷，如果是前端小，則輕輕向左旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)，剎緊鎖緊轉(zhuǎn)臺(tái)的手柄，繼續(xù)磨制刀坯，仔細(xì)測(cè)量，根據(jù)刀坯上下的尺寸差異，繼續(xù)調(diào)整轉(zhuǎn)臺(tái)，原則是逐步逼近。如果在上一步驟中，是前大后小，則輕輕向右調(diào)整轉(zhuǎn)臺(tái)，直到磨出刀坯平面前后一致。調(diào)整好以后將限位螺釘和轉(zhuǎn)臺(tái)下部的手柄鎖緊，這樣轉(zhuǎn)臺(tái)零位就經(jīng)過(guò)了校正。在以后使用過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)開(kāi)半后，在不同位置測(cè)量，其厚度值不同，需要從砂輪以及零位置是否準(zhǔn)確兩個(gè)方面找原因進(jìn)行調(diào)整。三、磨刀機(jī)的保養(yǎng)為了保證磨刀機(jī)正常工作，磨制出好用的刀具，需要操作者正確使用磨刀機(jī)每天檢查磨刀機(jī)，而且需要對(duì)磨刀機(jī)進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)。操作者應(yīng)主要進(jìn)行以下幾項(xiàng)內(nèi)容的工作：(1)每天磨刀完畢后，使用棉布將磨刀機(jī)擦拭干凈。(2)每天磨刀結(jié)束之后，將收管取下擦拭干凈，并將刀架的內(nèi)錐孔擦拭干凈，這一步驟非常重要，可以避免灰塵影響收管的同心度。(3)每天檢查收管狀態(tài)，如有偏心及時(shí)調(diào)整或更換收管。(4)定期從注油孔加注潤(rùn)滑油。(5)長(zhǎng)期不用的收管注意妥善保存，防止生銹。三：錐度平底刀磨制方法（一）磨制刀具所需設(shè)備和量具磨制錐度平底刀需要以下設(shè)備和量具：(1)萬(wàn)能磨刀機(jī)1臺(tái)（建議使用昆銑KXMIOC型萬(wàn)能磨刀機(jī)）。(2)粒度適中、內(nèi)徑為20mm、外徑為100mm、砂輪寬度為5mm的砂輪1個(gè)（粗磨砂輪為400目，拋光砂輪為800目）。(3)0～25mm千分尺l把。(4)40倍讀數(shù)顯微鏡1只。（二）磨刀操作步驟1、開(kāi)半徑開(kāi)半徑（簡(jiǎn)稱開(kāi)半）是錐刀磨制過(guò)程中的專有名稱，它是指將刀坯端部磨掉約一半材料的操作過(guò)程。175mm刀坯為圓棒硬質(zhì)合金（鎢鋼）材料，直徑一般有3.175mm.4mm等規(guī)格，長(zhǎng)度不等，一般在30～40mm之間，在加工～些鋼類模具時(shí)，通常使Φ4mm的刀料磨制錐刀，這樣的錐刀強(qiáng)度較好。在本節(jié)以刀坯直徑為3.175mm，最終開(kāi)半保留厚度尺寸為1.63mm，開(kāi)半部分總長(zhǎng)度為7.5mm左右為例講解開(kāi)半的詳細(xì)過(guò)程。(l)開(kāi)半面的要求和鑒別標(biāo)準(zhǔn)。開(kāi)半完成后，對(duì)開(kāi)半面有如下要求和鑒別標(biāo)準(zhǔn)：

1)開(kāi)半面端部必須有2.5～3.5mm長(zhǎng)的一段平整面（由于砂輪可能不平，所以要求至少保留前邊要求的一段平整面）。2)平整面必須平行于刀坯軸心線。3)開(kāi)半后厚度在1·62--1.64mm之間，4)開(kāi)半部分總長(zhǎng)在7--8mm之間。(2)開(kāi)半操作步驟1)刀架刻度盤(pán)調(diào)零。松開(kāi)刀架剎緊手柄，刀架刻度盤(pán)刻度調(diào)到絕對(duì)零位（刻度盤(pán)要經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)），鎖緊刀架剎緊手柄。此步驟保證開(kāi)半面與刀坯軸心線平行，所以應(yīng)保證校零后的零刻度是準(zhǔn)確的。

2)收管刻度盤(pán)調(diào)零。定位銷扳到最上位，旋轉(zhuǎn)收管至刻度盤(pán)零位后，再將定位銷扳到最下位。3)175mm。松開(kāi)收管旋緊手柄，將刀坯插入收管（收管內(nèi)徑為3.175mm），刀坯伸出收管外長(zhǎng)度為10mm左右，其余部分插入收管內(nèi)并且保證長(zhǎng)度不小于8mm，旋緊收管。此步驟與步驟5）保證開(kāi)半面有一段平整面。

4)調(diào)整刀坯左右位置。轉(zhuǎn)動(dòng)控制軸手把，直至刀坯恰好貼近砂輪面，且能夠前后自由移動(dòng)。圖3-7刀胚和砂輪的位置關(guān)系5)調(diào)整刀坯前后位置。左手旋轉(zhuǎn)限位螺釘，右手推虧使收管距離砂輪外側(cè)約為2.5mm（目的是防止砂輪磨到收管），也就是刀坯圓柱面超出砂輪內(nèi)邊緣約為2.5mm，如圖3-7所示6)控制軸分度盤(pán)回零。轉(zhuǎn)動(dòng)控制軸手把使刀坯輕觸砂輪面（此時(shí)砂輪不轉(zhuǎn)），僅轉(zhuǎn)動(dòng)控制軸分度盤(pán)至零位。7)開(kāi)啟電源。向右轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，使旋鈕上的箭頭由“O”指向“1”，砂輪開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。8)開(kāi)始開(kāi)半?；緞?dòng)作是左手轉(zhuǎn)動(dòng)控制軸手把進(jìn)給1格(1格=0.01mm)，右手握住刀架前后推磨一次，刀架繞控制軸轉(zhuǎn)動(dòng)范圍是刀坯前端從砂輪外側(cè)到砂輪內(nèi)邊緣頂住限位塊為止，控制軸進(jìn)給量可以做適量變化，以刀坯不發(fā)紅、砂輪不明顯掉速為原則，但要注意來(lái)回推動(dòng)時(shí)不要用力過(guò)猛。為了延緩砂輪邊緣出現(xiàn)圓角，可以讓收管不動(dòng)，只均勻慢速進(jìn)給砂輪，進(jìn)給幾格后暫停一下或回退一點(diǎn)，這樣可以保證刀具充分修磨且使砂輪的彈性變形得到恢復(fù)，不要連續(xù)、快速進(jìn)給。開(kāi)半或修磨長(zhǎng)度超過(guò)砂輪寬度時(shí)，可以采用逐段修磨，有進(jìn)給時(shí)往外單向拉收管，而往里推收管之前要先將砂輪回退，然后再進(jìn)給，這樣，砂輪邊緣不會(huì)受到撞擊，可以避免快速磨損。9)反復(fù)進(jìn)給推磨。反復(fù)重復(fù)步驟8）的基本動(dòng)作直至控制軸分度盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)1圈又40小格，即進(jìn)給了1.4mm，暫停開(kāi)半動(dòng)作。10)精確測(cè)量。用千分尺測(cè)量開(kāi)半后的刀坯尺寸，注意測(cè)量之前要驗(yàn)證千分尺“O”刻度是否準(zhǔn)確，測(cè)量位置是刀坯在開(kāi)半時(shí)超出砂輪內(nèi)邊緣的2.5mm，也就是千分尺測(cè)量端圓面不能低于前端2.5mm，如圖7-8所示。測(cè)量時(shí)一定要用棘輪旋緊千分尺，測(cè)量次數(shù)為3次，誤差。量部位為距離端2.5mm左右平整面圖3-8測(cè)量開(kāi)半厚度的位置取平均值，以消除偶然。11)計(jì)算所剩余量。計(jì)算上一步驟中3個(gè)測(cè)量值的平均值，然后計(jì)算出它與1.63的差值，就是所剩余量。12)繼續(xù)開(kāi)半。再次把控制軸分度盤(pán)清零，繼續(xù)磨去上個(gè)步驟所剩余量減去0.05mm后的量。13)再次精確測(cè)量。按步驟10)操作。14)再次計(jì)算余量。按步驟11）操作。15)再次繼續(xù)開(kāi)半。磨去比步驟14）算得的余量少半格的量，此步驟必須仔細(xì)，此步驟和步驟13）保證最終開(kāi)半尺寸精確。16)細(xì)磨。無(wú)進(jìn)給推磨2～3次，確保開(kāi)半面光滑。圖3-8測(cè)量開(kāi)半厚度的位置17)最終測(cè)量。按步驟10)測(cè)量，本步驟只是起驗(yàn)證作用，結(jié)果應(yīng)該在1.62～1.64mm范圍之內(nèi)，這樣錐刀開(kāi)半徑就完成了。在開(kāi)半時(shí)，可以使用400目的粗砂輪，以便加快開(kāi)半徑的速度，在粗磨錐角、后角時(shí)也可以使用粗砂輪，在精修錐角和后角以及點(diǎn)尖時(shí)使用800目（國(guó)內(nèi)牌號(hào)WIO）的細(xì)砂輪，以保證刀具的精度（對(duì)于有條件的用戶可以使用兩臺(tái)磨刀機(jī)，一個(gè)配備粗砂輪、一個(gè)配備細(xì)砂輪）。開(kāi)半徑大小的確定。在實(shí)際加工中，加工材料不同，磨制刀具時(shí)參數(shù)也是相應(yīng)變化的，其根本出發(fā)點(diǎn)就是為了滿足加工材料對(duì)刀具鋒利和強(qiáng)度的要求?！敲醇庸げ煌牧蠒r(shí)，如何確定錐刀開(kāi)半徑數(shù)值的大小呢？根據(jù)經(jīng)驗(yàn)給出了表3-1和表3-2。在加工一種材料時(shí)，如果開(kāi)半后的刀坯刀半厚度和表中要求相差較大會(huì)出現(xiàn)如下情況：如果刀半值偏大導(dǎo)致刀具不夠鋒利，影響排屑或者造成毛邊；如果刀半值偏小則導(dǎo)致刀具強(qiáng)度不夠，易斷刀。2、磨制后角和錐角開(kāi)半完成后，以磨制20。錐角、30。后角為例講解磨制后角和錐角的方法。錐度、后角是在本步驟中通過(guò)綜合的動(dòng)作磨制出來(lái)的，而且，后角的刻度是否準(zhǔn)確將影響到錐角的準(zhǔn)確性。(1)磨制后角和錐角的精度要求和鑒別標(biāo)準(zhǔn)1)后角偏差在±0.1。之內(nèi)（