pcd刀具几何参数对铝合金切削力的影响

pcd刀具几何参数对铝合金切削力的影响内容摘要：

(C 为一个常 数 )[ ,随着刀具前角的增大 ,影响系数 减小 ,从而使切削力逐渐减小 . 车削过程中 ,负的前角可以改善刃部的受力状 况和散热条件 ,提高切削刃的强度和耐冲击能力 ,但 切削时的刃口锋利程度会降低 .前角在一 5.～ 围内逐渐增大时 ,切屑 变形和摩擦阻力减小 ,前刀面 所受的压力减小 ,因此切削力逐渐减小 .正的前角 可以减小切屑被切下时的弹塑性变形和切屑流出时 与前刀面的摩擦阻力 .前角由 0.～ 增大时 ,切屑变形减小 ,降低了切削温度 ,切削刃锋 利 ,切削轻快 ,从而使切削力逐渐减小。 PCD属于超 硬材料 ,前角越大时 ,刀楔角越小 ,切削过程中越容 易产生微崩刃 ,导致切削刃的钝圆半径增大 ,从而使 切削力有增大的趋势 ,所以此范围内切削力减小的 速率变慢 . 试验中切削深度 o只是刀尖圆弧半径的一半 , 实际切削时的主偏角很小 ,使 F急剧增大 ,同时由 于 试件是薄壁细长铝管 ,虽然加工中在铝管内插入 橡胶棒减小了振动 ,可是铝管的刚性严重不足 ,机床 的振动仍较大 ,且 F方向是振动敏感方向 ,也会使 径向力 F增大 ,所以产生 F大于 . 前角过大时 ,刀具楔角过小 ,会削弱切削刃部位 的强度并降低散热能力 ,反而会使刀具的寿命降低 . 在一定的切削条件下 ,总是存在一个合理的前角可 使刀具获得最高的寿命 .由于铝合金属于塑性材 料 ,加工时切屑呈带状 ,沿前刀面流出时和前刀面接 触长度较长 ,摩擦较大 ,因此 ,为减小变形和摩擦 ,宜 取正的前角 . 34 响 由于 PCD属于超硬材料刀具 ,后角宜取较小 值 ,由于样刀的前角为 10.,故选择了 2.～ 范围进行试验 .试验结果如图 3所示 .由图 3可 知 ,切削力随刀具后角的增大先减小后增大 ,径向力 F最大 ,主切削力 F次之 ,轴向力 F最小 . R12 蚕 : 6 4 (,=,0p=,=) 图 3切削力随后角的变化 后角的主要作用是减小切削过程中后刀面与过 渡表面和已加工表面之间的摩擦 ,配合前角调整切 削刃的锋利程度和强度 3中后角由 2.～ 渐增大时 ,已加工表 面弹性恢复层与后刀面的摩擦 面积减小 ,从而减小了后刀面的摩擦力 ,同时后刀面 的磨损减轻 ,使切削刃保持锋利 ,减小了已加工表面 的冷作硬化程度 ,切削力随之减小 .但由于试件为 薄壁细长铝管 ,与机床和刀具组成的工艺系统刚性 严重不足 ,故当后角由 4.～ ,虽然 后刀面的摩擦力减小 ,但同时也伴随着摩擦阻尼的 降低 ,使系统的自激振动加剧 ,切削力有增大的趋 势。 同时由于 PCD是脆性材料 ,对振动敏感 ,随着刀 楔角的减小 ,微崩刃程度加剧 ,从而使刃口的钝圆半 径增大 ,切削力也有增大的趋势 ,导致了切削力在此 范围内 随着后角的增大而增大 . 在一定的切削条件下 ,后角有一个对应于最高 刀具寿命的合理数值 ,刀具的合理后角取决于切削 厚度 ,工件材料以及加工精度 . 采用圆弧形刀尖 ,可以提高刀具的寿命 ,对工件 的表面有较好的修光作用 .由图 4试验结果可知 , 随着刀尖圆弧半径的增大 ,径向力 F逐渐增大 ,而。