医疗器械零部件加工中,刀具的使用对精度有着至关重要的影响,具体体现在以下几个方面:
刀具的材料
- 不同材料的刀具硬度、耐磨性、耐热性等性能不同。例如,高速钢刀具具有较好的韧性和切削性能,适用于加工一些硬度不高的医疗器械零部件,但在高速切削或加工高硬度材料时,容易出现磨损,导致加工精度下降。而硬质合金刀具硬度高、耐磨性好、耐热性强,能够在高速切削和加工高硬度材料时保持较好的精度,如加工钛合金等难加工材料的医疗器械零部件时,硬质合金刀具能有效减少刀具磨损,提高加工精度。
刀具的几何参数
- **刀具角度**:刀具的前角、后角、主偏角等角度直接影响切削力的大小和方向。若前角过大,刀具切削刃强度会降低,容易出现崩刃,影响加工精度;前角过小,则切削力增大,会使工件产生较大的变形,也不利于精度控制。后角大小影响刀具与工件已加工表面的摩擦,后角过小,摩擦增大,会使工件表面温度升高,产生热变形,影响精度。主偏角会改变切削力在各方向上的分配,不同的主偏角在加工过程中产生的径向力和轴向力不同,若选择不当,可能导致工件在加工过程中产生位移或变形,降低加工精度。
- **刀具半径**:对于一些具有圆弧或曲线轮廓的医疗器械零部件加工,刀具半径的精度直接影响到轮廓的加工精度。如果刀具半径存在误差,加工出的圆弧或曲线就会偏离设计尺寸,导致零部件的形状精度不达标。
刀具的磨损
- 刀具在切削过程中会逐渐磨损,磨损形式主要有前刀面磨损、后刀面磨损和刃口磨损等。随着磨损的加剧,刀具的切削刃变钝,切削力增大,会使工件产生更大的变形,同时加工表面粗糙度也会增加,影响加工精度。当刀具磨损到一定程度时,还可能出现崩刃或断裂现象,导致加工中断,工件报废。
刀具的装夹
- 刀具装夹的精度和稳定性对加工精度影响很大。若刀具装夹不牢固,在切削过程中产生振动或位移,会导致加工尺寸出现偏差,表面粗糙度增加。例如,使用普通的弹簧夹头装夹刀具时,如果夹头的精度不高或夹紧力不均匀,刀具在高速旋转时容易产生跳动,影响加工精度。而采用高精度的热缩式刀柄或液压刀柄,装夹精度高,能有效减少刀具的跳动,提高加工精度。
刀具的切削参数
- **切削速度**:切削速度过高,会使刀具磨损加剧,甚至出现刀具烧伤现象,影响加工精度;切削速度过低,则加工效率低下,且由于切削力较大,也可能导致工件变形,影响精度。不同的医疗器械零部件材料和刀具材料,都有其适宜的切削速度范围,如加工不锈钢医疗器械零部件时,一般采用较低的切削速度,以防止刀具磨损过快和工件表面产生加工硬化。
- **进给量**:进给量过大,会使切削力增大,导致工件表面粗糙度增加,尺寸精度下降;进给量过小,虽然可以提高表面质量,但加工效率低,而且刀具在切削过程中与工件的摩擦时间增加,也会影响刀具寿命和加工精度。
- **切削深度**:切削深度的选择要根据工件材料、刀具性能和加工要求来确定。切削深度过大,会使切削力急剧增加,容易引起机床振动和工件变形,严重影响加工精度;切削深度过小,则需要增加加工次数,不仅降低加工效率,还可能因多次装夹产生误差,影响加工精度。