淬硬模具高速銑削加工刀具技術(shù)分析
更新時(shí)間：2008-9-1 15:58:31 文章來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 點(diǎn)擊：
高速銑刀的安全失效形式有兩種：變形和破裂。不同類型的銑刀，其安全試驗(yàn)方法也不同。對(duì)于機(jī)夾可轉(zhuǎn)位銑刀，一種試驗(yàn)方法是在1.6倍于最大使用轉(zhuǎn)速下刀具的永久性變形或零件的位移不超過(guò)0.05mm；另一種試驗(yàn)方法是在2倍于最大使用轉(zhuǎn)速下刀具不發(fā)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、刀體爆裂等。對(duì)于整體式銑刀，則必須在2倍于最大使用轉(zhuǎn)速條件下試驗(yàn)而不發(fā)生彎曲或斷裂。
結(jié)合高速銑刀安全性標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)有限元計(jì)算模型的分析，為適應(yīng)高速銑刀的安全性要求，可從以下幾個(gè)方面著手：
（1）刀具質(zhì)量和刀具結(jié)構(gòu)
減輕刀具質(zhì)量、減少刀具系統(tǒng)構(gòu)件數(shù)和簡(jiǎn)化刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是提高刀具破裂極限的有效途徑。比較同一直徑刀具用試驗(yàn)求得的破裂極限與刀具質(zhì)量、刀具構(gòu)件數(shù)和構(gòu)件接觸面數(shù)間的關(guān)系，可以發(fā)現(xiàn)，刀具質(zhì)量越輕，刀具系統(tǒng)構(gòu)件數(shù)量和構(gòu)件接觸面越少，刀具破裂極限轉(zhuǎn)速越高。為減小刀具質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)材料抗拉強(qiáng)度與密度的比值以及刀具應(yīng)用的轉(zhuǎn)速范圍選擇刀體材料。目前，有采用高強(qiáng)度鋁合金制造高速銑刀刀體。
在刀具結(jié)構(gòu)上，應(yīng)注意避免和減小應(yīng)力集中。刀體上的槽（包括刀座槽、容屑槽、鍵槽）會(huì)引起應(yīng)力集中，降低刀體的強(qiáng)度，因此應(yīng)盡量避免通槽和槽底帶尖角。同時(shí)，刀具的結(jié)構(gòu)應(yīng)對(duì)稱于回轉(zhuǎn)軸，使重心通過(guò)銑刀的軸線。刀片和刀座的夾緊、調(diào)整結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能消除游隙，并且要求重復(fù)定位性好。
（2）刀具（刀片）的夾緊方式
模擬計(jì)算和破裂試驗(yàn)研究表明，高速銑刀刀片的夾緊方法不允許采用通常的摩擦力夾緊，而要用帶中心孔的刀片用螺釘夾緊，或用特殊設(shè)計(jì)的刀具結(jié)構(gòu)，以防止刀片甩飛。刀座、刀片的夾緊力方向最好與離心力方向一致，同時(shí)要控制好螺釘?shù)念A(yù)緊力，防止螺釘因過(guò)載而提前受損。小直徑帶柄銑刀有兩種高精度、高剛度的夾緊方法：液壓夾頭和熱脹冷縮夾頭。
（3）刀具的動(dòng)平衡性
在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，刀具的不平衡不僅會(huì)引起機(jī)床主軸系統(tǒng)振動(dòng)，影響加工精度，同時(shí)還會(huì)對(duì)刀具系統(tǒng)產(chǎn)生附加徑向載荷，其大小與刀具轉(zhuǎn)速平方成正比。
由此可見(jiàn)，提高刀具的動(dòng)平衡性可較大程度地減小離心力，提高高速刀具的安全性。因此，按照《高速旋轉(zhuǎn)銑刀的安全性要求》標(biāo)準(zhǔn)草案要求，用于高速切削的銑刀必須經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡測(cè)試，并應(yīng)達(dá)到ISO1940－1規(guī)定的G4.0平衡質(zhì)量等級(jí)以上要求。
4結(jié)語(yǔ)
通過(guò)對(duì)刀具材料及幾何參數(shù)、刀具損壞與檢測(cè)、刀具與機(jī)床的連接技術(shù)、刀具安全性四個(gè)方面分析了高速銑削淬硬模具時(shí)對(duì)刀具的要求，只有解決好高速銑削刀具這些問(wèn)題，才有利于模具高速銑削加工技術(shù)的推廣應(yīng)用。
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