作者:邱易 編譯 來源:《工具展望》
Ye!= Hv0sl+ 關(guān)于
鏜削加工已有許多技術(shù)文章,其中一些文章寫得很不錯,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)鏜削的一些錯誤觀念。
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6mL{ ^O\tN\g;c 鏜削是一種用
刀具擴大孔或其它圓形輪廓的內(nèi)徑車削工藝,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(稱為鏜桿)。
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|C;]pq 鏜刀有三個基本元件: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度稱為懸伸量(鏜刀的無支承部分)。懸伸量決定了鏜孔的最大深度,是鏜刀最重要的尺寸。懸伸量過大會造成刀桿嚴重撓曲,引起振顫,從而破壞工件的表面質(zhì)量,還可能使刀片過早失效。這些都會降低加工效率。
=OO_TPEZ _zm<[0( 對于大多數(shù)加工應(yīng)用,用戶都應(yīng)該選用靜剛度和動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,動剛度則反映鏜刀抑制振動的能力。
}.zgVLL 8gBqur{ 本文的第一部分主要分析鏜刀的靜剛度。文中資料來源于作者對鏜刀撓曲的研究。鏜刀的撓曲取決于刀桿材料的機械性能、刀桿直徑和切削條件。
W.:kE|a.g x_Ais&Gc 切削力
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ohf)) #0Oqw=F 作用于鏜刀上的切削力可用一個旋轉(zhuǎn)測力計進行測量。被測力包括切向力、進給力和徑向力。與其它兩個力相比,切向力的量值最大。
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(W 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,這一點至關(guān)重要。切向力偏離中心線產(chǎn)生了一個力臂(從刀桿中心線到受力點的距離),從而形成一個力矩,它會引起鏜刀相對其中心線發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形。
[TO:-8$. 9y]$c1 進給力是量值第二大的力,其作用方向平行于刀桿的中心線,因此不會引起鏜刀的撓曲。徑向力的作用方向垂直于刀桿的中心線,它將鏜刀推離被加工表面。
Bdbw!zRR$ ( v
~/glf 因此,只有切向力和徑向力會使鏜刀產(chǎn)生撓曲。已沿用了幾十年的一種經(jīng)驗算法為:進給力和徑向力的大小分別約為切向力的25%和50%。但如今,人們認為這種比例關(guān)系并非“最優(yōu)算法”,因為各切削力之間的關(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計算切向力Ft:
&<^@/osi FT(EH Ft=396000×切削深度×進給率×功率常數(shù)
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*h0! 加工不同工件材料時鏜刀所受徑向力的計算公式見表1。
7 cIVK}& J;T_9 表1 鏜刀徑向力的計算
dnIBAe 工件材料-布氏硬度-徑向力計算公式
)If[pw@j 碳鋼,合金鋼,不銹鋼,工具鋼-80~250-Fr=0.308×Ft
s:]rL&| 碳鋼,合金鋼,不銹鋼,工具鋼-250~400-Fr=0.672×Ft
@fE^w^K7 球墨鑄鐵,灰鑄鐵-150~300-Fr=0.331×Ft
[Q 2t,tQx eIqj7UY_ 鏜刀的撓曲