2019年12月19日星期四
銑刀的選用
一、確定銑刀的主要技術參數:
木工銑刀的主參數銑刀:刀具外徑,加工厚度,中心孔徑
其它的技術參數:刀齒數,回轉方向,回轉速度,進給速度,夾持方式,刀齒材料。
二、選擇銑刀的結構形式
根據切削加工對像的性質和要求,從技術和經濟兩個方面綜合考慮選擇整體銑刀,焊接整體銑刀,裝配銑刀和組合銑刀。
三、銑刀回轉方向的選擇
銑刀回轉方向是依據加工機械主軸的回轉方向和刀軸與進給工件的相對位置確定的,無論是整體銑刀,還是裝配銑刀,切削刀刃相對銑刀半徑的傾角決定了銑刀的回轉方向。
四、銑刀切削用量的選擇
銑刀的切削用量包括銑刀的切削速度,工件的進給速度和銑削深度。銑刀的切削速度取決於銑刀轉速和銑刀的半徑。工件的進給速度取決於對切削加工表面質量的要求鎢鋼。被切削工件的表面粗糙度很大程度上取決於切削過程中銑刀每齒進給量,每齒進給量過大,加工表面過於粗糙,每齒進給量太小,加工表面會出現燒焦現像,因此銑刀的每齒進給量必須適當。
銑刀
五、銑刀運轉的穩定性
銑刀運轉的穩定性是保證加工精度和加工表面質量的基礎。這包括兩方面的內容:一是銑刀在切削加工中由於受到外力激發而產生振動;二是銑刀在外力的作用下發生變形。
六、銑刀加工的安全性
銑刀加工的安全性包括銑刀回轉速度限制,屑片厚度限制,成型銑刀廓形高度限制和裝配銑刀刀片厚度與伸出量限制等。
木材切削加工的特點是高速度切削,銑刀的回轉速度多在3000rpm以上,高速切削為木材切削加工帶來的高生產效率和光潔的表面質量。同時,也帶來了一系列的安全問題,因此當銑削加工機床主軸轉速達到9000rpm時,除刀具小於16mm的柄銑刀外,應禁止使用裝配式銑刀,對於焊接整體銑刀的焊縫也進行嚴格的探傷檢查。屑片厚度限制是保證銑刀進給量過大而引起銑刀嚴重過載必備的措施。
裝配式銑刀刀體設計時必須要考慮刀片的夾持問題,無論是圓柱型的刀體還是圓盤型的刀體,刀片夾持形式必須保證可以提供足夠大的夾緊力以反抗回轉離心力。
對於成型銑刀,成型輪廓廓形高度值與銑刀的夾持方式,切削工件厚度,銑刀的直徑有密切的關系。在切削加工工件厚度、銑刀直徑和中心孔徑確定以後,銑刀廓形高度反映了銑刀自身的強度和剛度,以及對切削阻力的承受能力。因此對廓形高度必須要有所限制,以保證銑刀頂針使用時的安全。
高速銑刀安全性技術研究的現狀
20世紀90年代初德國就開始了對高速銑刀的安全性技術研究,銑刀並制訂了DIN6589-1《高速銑刀的安全要求》標准草案,規定了高速銑刀失效的試驗方法和標准,在技術上提出了高速銑刀設計、制造和使用的鎢鋼指導性意見,規定了統一的安全性檢驗方法。該標准草案已成為各國高速銑刀安全性的指導性文件。2。1高速銑刀的安全失效形式與試驗方法
標准草案規定了高速切頂針削的速度界限,超過該速度後離心力將成為銑刀的主要載荷,必須采用安全技術。在刀具直徑與高速切削範圍關系圖中,曲線以上區域為該標准規定的銑刀必須經過安全檢驗的高速切削範圍:對於直徑d1≦32mm的單件刀具(整體或焊接刀具),其切削速度超過10000m/mm為高速切削範圍;對於直徑d1>32mm的裝配式機夾刀具,高速切削範圍為線段BC以上區域。
高速銑刀的安全失效形式有兩種:變形和破裂。不同類型銑刀的安全試驗方法也不同。對於機夾可轉位銑刀,有兩種安全試驗方法:一種方法是在1。6倍最大使用轉速下進行試驗,刀具的永久性變形或零件的位移不超過0。05mm;另一種方法是在2倍於最大使用轉速下試驗,刀具不發生破裂(包括夾緊刀片的螺釘被剪斷、刀片或其他夾緊元件被甩飛、刀體的爆裂等)。而對於整體式銑刀,則必須在2倍於最大使用轉速條件下試驗而不發生彎曲或斷裂。
高速銑刀強度計算模型
高速刀具在離心力的作用下是否發銑刀生失效的關鍵在於刀體的強度是否足夠、機夾刀的零件夾緊是否可靠。當把離心力作為主要載荷計算刀體強度時,由於刀具形狀的復雜性,用經典力學理論計算得出的結果誤差很大,常常不能滿足安全性設計的要求。
為了在刀具設計階段對其結構強度在離心力作用下的受力和變形進行定性和定量的分析,可通過有限元方法計算不同轉速下的應力大小,模擬失效過程和改進設計方案。高速銑刀有限元計算模型中包括刀體、刀體座、刀片和夾緊螺釘。首先計算刀體(包括螺釘、刀片等零件質量)的彈性變形,再對分離出的刀座作詳細分析,把所獲得的刀體彈性變形作為邊界條件加到刀座分離體;然後由切出的刀座、刀片、螺釘及無質量的摩擦副組成刀片夾緊系統的模型,進行夾緊的可靠性分析。有限元模型能模擬刀片在刀座裡的傾斜、滑動、轉動以及螺釘在夾緊時的變形,可計算出在不同轉速下刀片位移和螺釘受力的大小。
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