“如果從事銑削的技工在加工時采用與切削刃設計者推薦相同的切削工況,他就能對切削性能進行優化和預測。”
Patrick de Vos 是山高全球STEP (山高技術培訓計劃)大師。在每期雜志中,Patrick 將討論一個加工專題并與New Edge 讀者分享他的技術訣竅。在本期雜志中,Patrick 討論了銑削加工中平均切屑厚度的作用。
術語“切屑厚度”來自普通加工的理論。它是材料被加工的厚度(在切削刃垂直方向上測量)。進給量和切屑厚度之間存在以下關系式:h =f x sin Kr 。其中,h 是切屑厚度,f 是進給量,Kr 是主偏角。對于車刀,主偏角通常是 93º 或 95º。于是進給量和切屑厚度實際上是相同的。
對于銑削,確定切屑厚度的方法是相同的。因為銑削是一種“兩維”加工,必須正確應用基本概念。在一個典型的銑削加工中,位于切削刃前方的材料厚度總是在變化。其結果是,對于某一確定的進給量,切屑厚度相應地在改變。
那就是為什么要引入術語“平均切屑厚度”的原因:具有相同表面積和實際切屑長度的長方形切屑的“理論”厚度。
第二維
對于銑削,能定義平均切屑厚度、銑削方法、每齒進給量和主偏角之間的關系式。在這種情形下,需要考慮加工過程中的“第二維”。這可以通過應用 ae/Dc 的比值來得到,其中 Dc 是刀盤的直徑,而 ae 是加工中的徑向切削深度。
為何平均切屑厚度如此地重要?不同切削刃幾何角度的特性和可能性的所有研究在很大程度上都基于所使用(或期望)的平均切屑厚度。各種因素,如切削溫度、切削力、切屑形成和去除、刀具壽命、切削刃磨損和振動,受切削刃幾何角度和平均切屑厚度相互關系的影響非常強烈。如果銑削操作工采用與切削刃設計者相同的切削工況,他就能優化和預測出切削特性。而由于不同加工中采用相同的平均切屑厚度產生不同的每齒進給量,他能最大化加工的生產率。
工具
哪種實際的刀具是可用的呢?首先,看一下刀片的 ISO 名稱。第10 位的代碼給出的是關于切削工況幾何參數(切削深度和進給量)的選項。對于這一項,在山高使用的代碼中,字母代表加工的困難程度,而數字則代表傳統工件材料在常規加工工況下的平均切屑厚度。例如,M14 意味著:對于標準的鋼件或不銹鋼,正常加工情況下的平均切屑厚度為 0.14 mm。另一種工具是切削刃坐標圖,其中縱坐標表示加工的困難程度,橫坐標表示正確的切屑厚度。有了這種坐標圖,就能既選擇到一種特定的切削刃幾何角度,又解決加工中的問題。在確定困難程度后,就能決定正確的切削刃幾何角度和相應的平均切屑厚度。
舉例
一個主偏角 90º 的 100 mm 刀盤被用于寬度為 20 mm 的平面銑削。使用的銑削方法為對稱銑削。平均切屑厚度已知(參閱刀片名稱中第 10 位代碼):0.14 mm。在圖表中,我們看到對于 ae/Dc 比值為20/100 (=20%),C1的值為1 ;對于主偏角 90º,C2 也為 1 。這意味著應該使用的進給量等于 0.14 x 1 x 1= 0.14 mm /齒。如果用戶決定在加工中采用 45 º 的刀盤,進給量應該為0.14 x 1 x 1.4 = 0.20 mm/齒。使用不對稱銑削得方法,進給量應該為 0.14 x 2 x 1.4 = 0.40 mm/齒。這意味著初始進給量提高 186% 才能得到相同的平均切屑厚度(換言之,相同的切削刃負載、切削溫度和刀具壽命)。
結論
為了優化銑刀的使用,你需要了解正確的平均切屑厚度,并能轉換成正確切削工況下的實際方式,在這個情形下是每齒進給量。上述的工具對此是至關重要的。
在山高刀具組織的 STEP 培訓計劃中,非常詳細地討論了術語平均切屑厚度和用以提高銑削加工生產率的不同方法。
對于用于難加工材料(硬銑)或特殊的技術方法(諸如高速銑削)的銑刀,平均切屑厚度是最重要的切削工況。
業務咨詢:932174181 媒體合作:2279387437 24小時服務熱線:15136468001 盤古機械網 - 全面、科學的機械行業免費發布信息網站 Copyright 2017 PGJXO.COM 豫ICP備12019803號