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| 小直径立铣刀后刀面磨损带的研究 |
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| 2006-10-14 0:44:55
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刀具的磨损不仅影响机床的切削状态，而且与工件加工质量密切相关，因此刀具状态的实时监测是保证加工质量的一项重要措施，而刀具磨损程度的评价指标是刀具状态监测的基础。本文通过分析立铣刀后刀面磨损带的磨损规律及特点，研究了后刀面和副后刀面磨损带宽度VB和磨损带面积AVB在铣刀渐进磨损过程中的变化特点，提出了衡量刀具磨损程度的两个评价指标。
(a)加工条件① (b)加工条件②
1.三角形磨损带 2.梯形磨损带 3.多边形磨损带
图1 铣刀一个刀齿后刀面磨损带示意图
图2 铣刀一个刀齿副后刀面磨损带示意图
表１
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试验组号 |
主轴转速(r/min) |
切削宽度(mm) |
切削深度(mm) |
每齿进给量(mm/齿) |
工件材料 |
|
1 |
360 |
9 |
2.0 |
0.0833 |
铸铁 |
|
2 |
420 |
9 |
4.0 |
0.1190 |
铸铁 |
|
3 |
420 |
9 |
4.0 |
0.0952 |
铸铁 |
|
4 |
420 |
9 |
2.0 |
0.0476 |
铸钢 |
|
5 |
420 |
9 |
4.0 |
0.0476 |
铸钢 |
1、铣刀磨损量的评价指标
刀具后刀面的磨损对加工精度和切削力的影响较前刀面更为显著。由于后刀面磨损量比较容易测量，因此在刀具管理和金属切削研究中，多按后刀面磨损带中间部分平均磨损量允许达到的最大值(通常以VB表示)来制定磨钝标准。ISO制定了外圆车刀使用寿命实验中的刀具磨钝标准，但该标准只适用于切削实验。在实际加工过程中，存在许多影响刀具磨损的不可预见和难以控制的因素。虽然可将铣刀的每一刀齿看成一把车刀，但铣刀的磨损比车刀的磨损更为复杂，在不同的切削条件下将产生不同的磨损方式。因此，ISO制定的刀具磨钝标准很难在实际生产中推广应用。实验研究结果表明，影响刀具后刀面磨损带的因素很多，如加工条件、工件材料、刀具安装、机床性能、刀具几何角度等，仅以刀具后刀面磨损带中间部分磨损量作为评价指标很难真实、准确和完整地评价刀具磨损状态。图1为在两种不同加工条件下(①主轴转速n=360r/min，切削宽度Rd=9mm，切削深度Ra=2mm，每齿进给量ft=0.0933mm/齿；②主轴转速n=420r/min，切削宽度Rd=9mm，切削深度Ra=4mm，每齿进给量ft=0.1190mm/齿。刀具为HSSf10三刃立铣刀，工件材料均为铸铁)铣刀一个刀齿后刀面的不同磨损带示意图。而在这两种加工条件下，铣刀副后刀面的磨损带是相似的，如图2所示。
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