【】铰削试验研究和铰刀优化应用

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1、较削试验研究和较刀优化应用饺削试验研究和饺刀优化应用针对电站成套设备制造行业的零部件，在对加工条件和标准饺刀结构进行分析的基础上，进行了直刃较刀、斜刃较刀、螺旋刃较刀三种刃形硬质合金较刀的设计工作；采用三种刃形较刀进行了干式较削试验研究；在大量实验数据的基础上，对三种刃形較刀在較削力、表血粗糙度、切屑形状方面进行了刈•比评判，优化出使用效果最佳钞刀为螺旋刃较刀。图3螺旋刃较刀实体模型1引言由于我国经济的高速增长，工业用电量持续上升，因此电站成套设备制造行业生产任务人幅增加，使得原有的一些机械加工方法无法满足生产的需要，其中钱孔加工尤为突出。绞孔加工以往使用高速钢较刀，加工时间长，

2、刀具消耗量大，生产效率低，采用硬质介金饺刀是有效的解决方案。以前使用标准较刀，当被加工孔较深（L/D>4）时，加丁过程屮排屑困难，堵塞的切屑刮伤了已加工表而，孔的表而质量达不到要求；并冃由于堵塞的切屑挤压破坏了钱刀刀刃，致使较刀破损严重。为了解决这一问题，在对加工条件和标准较刀结构进行分析的基础上，进行了三种刃形硕质合金较刀的设计与开发研究工作。本文以解决生产实际需要为冃标，并结合国际先进加工业口益广泛采用的干式加工为手段，对直刃饺刀、斜刃饺刀和螺旋刃钱刀进行了钱削实验研究，获得了人量实验数据，对三种刃形饺刀的较削力、表面粗糙度、切屑形状进行了综介对比评判，得到直刃钱刀、斜刃钱丿

3、J、螺旋刃较刀的较削综合性能排序，实现了较刀的优化，从而优选出最佳使用效果的钱刀，解决了生产实际需求。2三种刃形硕质合金钱刀实体建模为更好地直观了解设计的饺刀儿何形状及其切削性能，利用I-DEAS软件进行实体建模工作。在造型的时候，首先，依据莫氏锥柄的尺寸，旋转出莫氏锥度圆锥体，利用体切割做出刀柄，再拉伸出圆柱体作为刀体的颈部，旋转拉伸并切割圆柱体，形成较刀的螺旋槽，将刀体的颈部与莫氏锥柄连接在一起，接下來做出刀具工作部分长度圆柱体，并在此圆柱上面切割出刀片槽，将此带有刀槽的刀具工作圆柱体部分与前面的刀体颈部和莫氏锥柄连接在一起，形成刀体。依据刀片的实际儿何尺寸进行刀片的实体模型

4、设计，并将刀片移至刀片槽位置，从而饺刀实体模型完成，如图1、图2、图3所示为种刃形饺刀的实体模型。根据实体模型加工出种刃形较刀。图5表面粗糙度对比曲线图3较削力的试验结果及分析实验采川了干式较削，通过试切的办法最终确定了M采取的合理切削川量。使JIJTH刃饺刀、斜刃钱刀和螺旋刃饺刀种刃型饺刀，试验材料为403钢，切削用量采用在相同进给量(f=0.lmm/r)与背吃刀量的情况下，通过改变不同的主轴转速获得切削力值。整理采集的数据，将种刃形饺刀的饺削力分别进行了对比，如图4所示(符号♦代表直刃饺刀的饺削力曲线；符号■代表斜刃饺刀的钱削力曲线；符号▲代表螺旋刃饺刀钱削力曲线)。对比种较

5、刀，直刃较刀受力大于斜刃较刀，斜刃较刀受力乂大于螺旋刃较刀。在相同切削条件下，螺旋刃绞丿J的受力最小。3表面粗糙度的测量结果与分析表而粗糙度是反映零件表面上微观几何形状误差的一个重要指标，它主要是由于在加工过程屮丿J具和零件表而Z间的摩擦，切屑分离时的塑性变形，以及工艺系统中存在的高频振动等原因造成的。加工孔的表血粗糙度的好坏是评价一把绞刀的重要指标，因此对以上实验加工的孔进行表而粗糙度的测量。图5为表而粗糙度曲线对比图。在固定进给量(f=0.lmm/r)的情况卜，变动不冋的转速，对比种刃形较刀，可以发现螺旋刃饺刀加工孔的表面粗糙度值最小，斜刃饺刀次Z,直刃饺刀最大。图6切屑形貌

6、对比图4切屑形状的对比分析在测量三向狡削力的同时，进行•了切屑的搜集。随着切削川量的改变，切屑形状有明显的变化。首先，在固定进给量(f=0.lmm/r),工件材料为40Cr钢的实验中，直刃钞刀在切削用量主轴转速为550r/min,进给量为53mm/min的时候，就呈现为颜色变蓝的螺卷切屑，颜色变蓝是因为加工过程中产半的大量切削热使切屑和空气中的氧气发/了化学反应，其屮，影响最大的因素是切削速度的改变。而斜刃较刀却是在切削用量变为主轴转速760r/min,进给量64mm/min的时候才出现这一现象。螺旋刃饺刀在切削主轴转速为760r/min,进给量为64mm/min,切屑形状虽然也

7、发生了变化，颜色有些发蓝但没有以上两种刀具严重。图6为工件材料为40Cr钢时，固定进给量(仁0.lmm/r)情况下的切屑形状对比图。在主轴转速较低的情况下，三种刃形饺刀的切屑形状都呈现为螺旋卷切屑。说明钱刀工作状态良好，加工过程中也没有产生过热的现象。在主轴转速选定760r/min,不使用冷却液的情况下，直刃钱刀的切屑大多呈现发蓝的氧化现象，并形成了反的连续切屑，这将严重影响工件的加工精度和表面质量。斜刃钱刀在加工403钢的实验中，切屑大多呈现为较短的螺旋卷切屑，冃颜色发4：了明