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技術(shù)文章
鏜削加工機(jī)械刀片基礎(chǔ)知識(shí)
點(diǎn)擊次數(shù):708 發(fā)布時(shí)間:2010-11-20
關(guān)于鏜削加工已有許多技術(shù)文章,其中一些文章寫(xiě)得很不錯(cuò),但也有一些文章存在明顯的謬誤。為了有效完成這種重要的內(nèi)孔精加工,必須消除有關(guān)鏜削的一些錯(cuò)誤觀念。</p>
<p> 鏜削是一種用刀具擴(kuò)大孔或其它圓形輪廓的內(nèi)徑車(chē)削工藝,其應(yīng)用范圍一般從半粗加工到精加工,所用刀具通常為單刃鏜刀(稱(chēng)為鏜桿)。</p>
<p> 鏜刀有三個(gè)基本元件:可轉(zhuǎn)位刀片、刀桿和鏜座。鏜座用于夾持刀桿,夾持長(zhǎng)度通常約為刀桿直徑的4倍。裝有刀片的刀桿從鏜座中伸出的長(zhǎng)度稱(chēng)為懸伸量(鏜刀的無(wú)支承部分)。懸伸量決定了鏜孔的zui大深度,是鏜刀zui重要的尺寸。懸伸量過(guò)大會(huì)造成刀桿嚴(yán)重?fù)锨?,引起振顫,從而破壞工件的表面質(zhì)量,還可能使刀片過(guò)早失效。這些都會(huì)降低加工效率。</p>
<p> 對(duì)于大多數(shù)加工應(yīng)用,用戶(hù)都應(yīng)該選用靜剛度和動(dòng)剛度盡可能高的鏜刀。靜剛度反映鏜刀承受因切削力而產(chǎn)生撓曲的能力,動(dòng)剛度則反映鏜刀抑制振動(dòng)的能力。</p>
<p> 本文的*部分主要分析鏜刀的靜剛度。文中資料來(lái)源于作者對(duì)鏜刀撓曲的研究。鏜刀的撓曲取決于刀桿材料的機(jī)械性能、刀桿直徑和切削條件。</p>
<p>切削力</p>
<p> 作用于鏜刀上的切削力可用一個(gè)旋轉(zhuǎn)測(cè)力計(jì)進(jìn)行測(cè)量。被測(cè)力包括切向力、進(jìn)給力和徑向力。與其它兩個(gè)力相比,切向力的量值z(mì)ui大。</p>
<p> 切向力垂直作用于刀片的前刀面,并將鏜刀向下推。需要注意,切向力作用于刀片的刀尖附近,而并非作用于刀桿的中心軸線(xiàn),這一點(diǎn)至關(guān)重要。切向力偏離中心線(xiàn)產(chǎn)生了一個(gè)力臂(從刀桿中心線(xiàn)到受力點(diǎn)的距離),從而形成一個(gè)力矩,它會(huì)引起鏜刀相對(duì)其中心線(xiàn)發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形。</p>
<p> 進(jìn)給力是量值第二大的力,其作用方向平行于刀桿的中心線(xiàn),因此不會(huì)引起鏜刀的撓曲。徑向力的作用方向垂直于刀桿的中心線(xiàn),它將鏜刀推離被加工表面。</p>
<p> 因此,只有切向力和徑向力會(huì)使鏜刀產(chǎn)生撓曲。已沿用了幾十年的一種經(jīng)驗(yàn)算法為:進(jìn)給力和徑向力的大小分別約為切向力的25%和50%。但如今,人們認(rèn)為這種比例關(guān)系并非“*算法”,因?yàn)楦髑邢髁χg的關(guān)系取決于特定的工件材料及其硬度、切削條件和刀尖圓弧半徑。推薦采用以下公式來(lái)計(jì)算切向力Ft:</p>
<p>Ft=396000×切削深度×進(jìn)給率×功率常數(shù)</p>
<p>加工不同工件材料時(shí)鏜刀所受徑向力的計(jì)算公式見(jiàn)表1。</p>
<p>表1 鏜刀徑向力的計(jì)算 <br />
工件材料-布氏硬度-徑向力計(jì)算公式 <br />
碳鋼,合金鋼,不銹鋼,工具鋼-80~250-Fr=0.308×Ft <br />
碳鋼,合金鋼,不銹鋼,工具鋼-250~400-Fr=0.672×Ft <br />
球墨鑄鐵,灰鑄鐵-150~300-Fr=0.331×Ft</p>
<p>鏜刀的撓曲</p>
<p> 鏜刀類(lèi)似于一端固定(鏜座夾持部分)、另一端無(wú)支承(刀桿懸伸)的懸臂梁,因此可用懸臂梁撓曲計(jì)算公式來(lái)計(jì)算鏜刀的撓曲量
<p> 鏜削是一種用刀具擴(kuò)大孔或其它圓形輪廓的內(nèi)徑車(chē)削工藝,其應(yīng)用范圍一般從半粗加工到精加工,所用刀具通常為單刃鏜刀(稱(chēng)為鏜桿)。</p>
<p> 鏜刀有三個(gè)基本元件:可轉(zhuǎn)位刀片、刀桿和鏜座。鏜座用于夾持刀桿,夾持長(zhǎng)度通常約為刀桿直徑的4倍。裝有刀片的刀桿從鏜座中伸出的長(zhǎng)度稱(chēng)為懸伸量(鏜刀的無(wú)支承部分)。懸伸量決定了鏜孔的zui大深度,是鏜刀zui重要的尺寸。懸伸量過(guò)大會(huì)造成刀桿嚴(yán)重?fù)锨?,引起振顫,從而破壞工件的表面質(zhì)量,還可能使刀片過(guò)早失效。這些都會(huì)降低加工效率。</p>
<p> 對(duì)于大多數(shù)加工應(yīng)用,用戶(hù)都應(yīng)該選用靜剛度和動(dòng)剛度盡可能高的鏜刀。靜剛度反映鏜刀承受因切削力而產(chǎn)生撓曲的能力,動(dòng)剛度則反映鏜刀抑制振動(dòng)的能力。</p>
<p> 本文的*部分主要分析鏜刀的靜剛度。文中資料來(lái)源于作者對(duì)鏜刀撓曲的研究。鏜刀的撓曲取決于刀桿材料的機(jī)械性能、刀桿直徑和切削條件。</p>
<p>切削力</p>
<p> 作用于鏜刀上的切削力可用一個(gè)旋轉(zhuǎn)測(cè)力計(jì)進(jìn)行測(cè)量。被測(cè)力包括切向力、進(jìn)給力和徑向力。與其它兩個(gè)力相比,切向力的量值z(mì)ui大。</p>
<p> 切向力垂直作用于刀片的前刀面,并將鏜刀向下推。需要注意,切向力作用于刀片的刀尖附近,而并非作用于刀桿的中心軸線(xiàn),這一點(diǎn)至關(guān)重要。切向力偏離中心線(xiàn)產(chǎn)生了一個(gè)力臂(從刀桿中心線(xiàn)到受力點(diǎn)的距離),從而形成一個(gè)力矩,它會(huì)引起鏜刀相對(duì)其中心線(xiàn)發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形。</p>
<p> 進(jìn)給力是量值第二大的力,其作用方向平行于刀桿的中心線(xiàn),因此不會(huì)引起鏜刀的撓曲。徑向力的作用方向垂直于刀桿的中心線(xiàn),它將鏜刀推離被加工表面。</p>
<p> 因此,只有切向力和徑向力會(huì)使鏜刀產(chǎn)生撓曲。已沿用了幾十年的一種經(jīng)驗(yàn)算法為:進(jìn)給力和徑向力的大小分別約為切向力的25%和50%。但如今,人們認(rèn)為這種比例關(guān)系并非“*算法”,因?yàn)楦髑邢髁χg的關(guān)系取決于特定的工件材料及其硬度、切削條件和刀尖圓弧半徑。推薦采用以下公式來(lái)計(jì)算切向力Ft:</p>
<p>Ft=396000×切削深度×進(jìn)給率×功率常數(shù)</p>
<p>加工不同工件材料時(shí)鏜刀所受徑向力的計(jì)算公式見(jiàn)表1。</p>
<p>表1 鏜刀徑向力的計(jì)算 <br />
工件材料-布氏硬度-徑向力計(jì)算公式 <br />
碳鋼,合金鋼,不銹鋼,工具鋼-80~250-Fr=0.308×Ft <br />
碳鋼,合金鋼,不銹鋼,工具鋼-250~400-Fr=0.672×Ft <br />
球墨鑄鐵,灰鑄鐵-150~300-Fr=0.331×Ft</p>
<p>鏜刀的撓曲</p>
<p> 鏜刀類(lèi)似于一端固定(鏜座夾持部分)、另一端無(wú)支承(刀桿懸伸)的懸臂梁,因此可用懸臂梁撓曲計(jì)算公式來(lái)計(jì)算鏜刀的撓曲量
