錐度平底刀磨制方法課件

項目三：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軟件承擔了幾何造型和刀具路徑編程的任務(wù)，CNC雕刻機承擔了雕刻加工的任務(wù)，而雕刻刀具則是CNC雕刻機的工具，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)會影響最終的路徑生成。對于錐度平底刀要考慮三個參數(shù)：(l)錐度。如圖3-1中的口，即刃全角，也就是通常說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決定，但是要在磨制過程中保證錐刀刃高夠用。精雕雕刻軟件JDPaint在計算刀具路徑時是按照上述三個參數(shù)進行的，如果實際有誤差，將影響加工精度。（三）錐度平底刀各部分及角度識別(1)錐刀的兩個刀刃和三個刀面。如圖3-2所示，錐刀有兩個切削刃，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，三個刀面是在刀具刃和三個刀面磨制過程的三個不同步驟中得到的。圖3-2錐刀的兩個刀刃和三個刀面(2)錐刀角度。仔細觀察～把錐刀，它有四個需要認識的角度，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，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度成正比。使用錐刀時，主要依據(jù)產(chǎn)品加工要求來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度以及后刀面的磨損強度，因而對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，同時副刃偏角大于5。將會導(dǎo)致加工出來的工件底面不平。刀具中心的切削線速度為0，沒有切削能力，如果刀具中心首先接觸材料會造成刀具磨損和對主軸電動機的傷害。由于刀具存在副刃偏角，在下刀時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度相對較好，適合于加工硬金屬材料，不易斷刀。二、磨刀機使用及校準（一）磨刀機功能與結(jié)構(gòu)(l)磨刀機的功能。CNC雕刻刀具的磨制一般使用小型萬能磨刀機，以昆明銑床廠生產(chǎn)的KXMIOC型萬能磨刀機為例，其額定電壓為220V，功率為180W，磨頭轉(zhuǎn)速為5200r/min，其他參數(shù)可以參見磨刀機附帶的使用說明書。磨刀機可以對刀坯進行開半（磨制平面）、磨制角度、磨制圓弧等一系列操作。這幾種動作的組合可以磨制和修磨多種刀具。使用萬能磨刀機可以磨制的刀具包括開半錐度刀、開半單刃平底刀、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。使用萬能磨刀機還可以修磨螺旋平底刀、螺旋牛鼻刀等刀具。(2)磨刀機的結(jié)構(gòu)。昆銑KXMlOC型萬能磨刀機的結(jié)構(gòu)及各部分的名稱如圖3-4所示。圖3-4磨刀機的結(jié)構(gòu)（二）磨刀機校準磨刀機準確與否直接影響磨出刀具的準確性，同時，由于目前市場上的磨刀機型號繁多，質(zhì)量參差不齊，因此，在使用磨刀機前尤其是初次使用時必須對磨刀機進行校準。(l)校驗收管是否偏心。磨刀時，刀坯是裝夾在收管中的，只有保證了收管的同心度在一個允許的范圍內(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收管是否偏心：1)嚴格的校驗方法是在收管內(nèi)裝上刀坯，刀坯露出收管約10mm，在端部用百分表測跳動量，跳動量在0.02mm之內(nèi)說明收管同心度合乎要求，如果大于0.02mm就不能使用。2)簡單的校驗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圓，是不是恰好是刀坯的橫截面，如果不是，說明收管偏心。

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)校驗刀架刻度盤“0”位置是否準確。磨刀機上刀架刻度盤刻度在“o”位置，有時并不是真正的“o”位置，如果存在偏差，將會影響磨刀時的開半面、后角以及錐度的準確性，所以，必須按照以下步驟對“0”位置進行檢查和校準：1)裝入刀坯，調(diào)整位置。在收管內(nèi)裝一根長度為30mm左右的刀坯，把收管刻度盤調(diào)為“o”鎖緊，收管前端在砂輪右側(cè)并通過限位螺釘調(diào)至距砂輪外側(cè)約0．5mm。2)初步判斷。轉(zhuǎn)動手把，讓刀坯逐漸靠近砂輪面，當?shù)杜鲃倓偨佑|砂輪時，如果刀坯在接觸砂輪處被均勻地磨出一個面，說明刻度盤“o”位置比較準確，如果不是，說明刻度盤“o”位置不準。3)準確判斷。讓刀坯繼續(xù)被修磨，直到整個面都被磨到，用千分尺測量磨出平面的兩端位置，比較兩個測量值，如果前端大，說明磨刀機“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，說明磨刀機“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“o”刻度不準，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，按照下面的方法進行零點校正工作。

(3)校正零位置。首先將轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)到最小刻度，可能為負值，旋松轉(zhuǎn)臺下部的鎖緊手柄，將刻度圈調(diào)整到“o，，位置（此時只是刻度圈動，轉(zhuǎn)臺實際不動），然后旋松轉(zhuǎn)臺上的螺釘，輕輕調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)臺位置（此時轉(zhuǎn)臺和刻度圈都可以轉(zhuǎn)動）。調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)臺位置時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，剎緊鎖緊轉(zhuǎn)臺的手柄，繼續(xù)磨制刀坯，仔細測量，根據(jù)刀坯上下的尺寸差異，繼續(xù)調(diào)整轉(zhuǎn)臺，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，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)臺下部的手柄鎖緊，這樣轉(zhuǎn)臺零位就經(jīng)過了校正。在以后使用過程中，如果發(fā)現(xiàn)開半后，在不同位置測量，其厚度值不同，需要從砂輪以及零位置是否準確兩個方面找原因進行調(diào)整。三、磨刀機的保養(yǎng)為了保證磨刀機正常工作，磨制出好用的刀具，需要操作者正確使用磨刀機每天檢查磨刀機，而且需要對磨刀機進行維護與保養(yǎng)。操作者應(yīng)主要進行以下幾項內(nèi)容的工作：(1)每天磨刀完畢后，使用棉布將磨刀機擦拭干凈。(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)，如有偏心及時調(diào)整或更換收管。(4)定期從注油孔加注潤滑油。(5)長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)萬能磨刀機1臺（建議使用昆銑KXMIOC型萬能磨刀機）。(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（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、開半徑開半徑（簡稱開半）是錐刀磨制過程中的專有名稱，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，長度不等，一般在30～40mm之間，在加工～些鋼類模具時，通常使Φ4mm的刀料磨制錐刀，這樣的錐刀強度較好。在本節(jié)以刀坯直徑為3.175mm，最終開半保留厚度尺寸為1.63mm，開半部分總長度為7.5mm左右為例講解開半的詳細過程。(l)開半面的要求和鑒別標準。開半完成后，對開半面有如下要求和鑒別標準：

1)開半面端部必須有2.5～3.5mm長的一段平整面（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)開半后厚度在1·62--1.64mm之間，4)開半部分總長在7--8mm之間。(2)開半操作步驟1)刀架刻度盤調(diào)零。松開刀架剎緊手柄，刀架刻度盤刻度調(diào)到絕對零位（刻度盤要經(jīng)過校準），鎖緊刀架剎緊手柄。此步驟保證開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確的。

2)收管刻度盤調(diào)零。定位銷扳到最上位，旋轉(zhuǎn)收管至刻度盤零位后，再將定位銷扳到最下位。3)175mm。松開收管旋緊手柄，將刀坯插入收管（收管內(nèi)徑為3.175mm），刀坯伸出收管外長度為10mm左右，其余部分插入收管內(nèi)并且保證長度不小于8mm，旋緊收管。此步驟與步驟5）保證開半面有一段平整面。

4)調(diào)整刀坯左右位置。轉(zhuǎn)動控制軸手把，直至刀坯恰好貼近砂輪面，且能夠前后自由移動。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)控制軸分度盤回零。轉(zhuǎn)動控制軸手把使刀坯輕觸砂輪面（此時砂輪不轉(zhuǎn)），僅轉(zhuǎn)動控制軸分度盤至零位。7)開啟電源。向右轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換開關(guān)，使旋鈕上的箭頭由“O”指向“1”，砂輪開始旋轉(zhuǎn)。8)開始開半?；緞幼魇亲笫洲D(zhuǎn)動控制軸手把進給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，但要注意來回推動時不要用力過猛。為了延緩砂輪邊緣出現(xiàn)圓角，可以讓收管不動，只均勻慢速進給砂輪，進給幾格后暫停一下或回退一點，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)、快速進給。開半或修磨長度超過砂輪寬度時，可以采用逐段修磨，有進給時往外單向拉收管，而往里推收管之前要先將砂輪回退，然后再進給，這樣，砂輪邊緣不會受到撞擊，可以避免快速磨損。9)反復(fù)進給推磨。反復(fù)重復(fù)步驟8）的基本動作直至控制軸分度盤轉(zhuǎn)過1圈又40小格，即進給了1.4mm，暫停開半動作。10)精確測量。用千分尺測量開半后的刀坯尺寸，注意測量之前要驗證千分尺“O”刻度是否準確，測量位置是刀坯在開半時超出砂輪內(nèi)邊緣的2.5mm，也就是千分尺測量端圓面不能低于前端2.5mm，如圖7-8所示。測量時一定要用棘輪旋緊千分尺，測量次數(shù)為3次，誤差。量部位為距離端2.5mm左右平整面圖3-8測量開半厚度的位置取平均值，以消除偶然。11)計算所剩余量。計算上一步驟中3個測量值的平均值，然后計算出它與1.63的差值，就是所剩余量。12)繼續(xù)開半。再次把控制軸分度盤清零，繼續(xù)磨去上個步驟所剩余量減去0.05mm后的量。13)再次精確測量。按步驟10)操作。14)再次計算余量。按步驟11）操作。15)再次繼續(xù)開半。磨去比步驟14）算得的余量少半格的量，此步驟必須仔細，此步驟和步驟13）保證最終開半尺寸精確。16)細磨。無進給推磨2～3次，確保開半面光滑。圖3-8測量開半厚度的位置17)最終測量。按步驟10)測量，本步驟只是起驗證作用，結(jié)果應(yīng)該在1.62～1.64mm范圍之內(nèi)，這樣錐刀開半徑就完成了。在開半時，可以使用400目的粗砂輪，以便加快開半徑的速度，在粗磨錐角、后角時也可以使用粗砂輪，在精修錐角和后角以及點尖時使用800目（國內(nèi)牌號WIO）的細砂輪，以保證刀具的精度（對于有條件的用戶可以使用兩臺磨刀機，一個配備粗砂輪、一個配備細砂輪）。開半徑大小的確定。在實際加工中，加工材料不同，磨制刀具時參數(shù)也是相應(yīng)變化的，其根本出發(fā)點就是為了滿足加工材料對刀具鋒利和強度的要求?！敲醇庸げ煌牧蠒r，如何確定錐刀開半徑數(shù)值的大小呢？根據(jù)經(jīng)驗給出了表3-1和表3-2。在加工一種材料時，如果開半后的刀坯刀半厚度和表中要求相差較大會出現(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)致刀具強度不夠，易斷刀。2、磨制后角和錐角開半完成后，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綜合的動作磨制出來的，而且，后角的刻度是否準確將影響到錐角的準確性。(1)磨制后角和錐角的精度要求和鑒別標準1)后角偏差在±0.1。之內(nèi)（