高速切削的切削力

發(fā)布日期:2012-10-22    蘭生客服中心    瀏覽:6976

  以外圓車削為例,有三個切削分力:主切削力Fc(Fz),切深抗力Fp(Fy)(又稱徑向力),進給抗力Ff(Fx)(又稱軸向力)。

  主切削力最重要,在忽略Ff消耗功率的情況下,切削功率為Pc=Fc.v×103(kw)式中,F(xiàn)c和單位N;v 的單位為m/min。

  早年進行了高速切削時切削力的試驗。如圖1所示,在車切45鋼(正火,HB187)時,當(dāng)切削速度從100m/min提高到270m/min,主切削力約下降了7%。如圖2,在切削鑄鋁合金ZL10(HB45)時,當(dāng)切削速度從100m/min提高到720m/min,主切削力約下降了50%。

圖1 車削45鋼時,切削速度對切削力的影響(ap=3mmf=0.25mm/r)

圖2 車削ZL10時,切削速度對切削力的影響(ap=4mmf=0.3mm/r)

  某大學(xué)用LT55陶瓷端銑刀切削45鋼(調(diào)質(zhì),HRC35~40),切削力與切削速度的關(guān)系如圖9。由圖9可見,切削速度約在300m/min時切削力最大,旋即降低,切削速度達500m/min以上切削力變化不大。

圖3 陶瓷刀端銑45調(diào)質(zhì)鋼時的切削力

  某高校做了調(diào)質(zhì)鋼(HRC30~32)與淬硬鋼(HRC50~52)的車削力試驗。調(diào)質(zhì)鋼:ap=0.2~0.5mm , f=0.1~0.25mm/r, v=700~1000m/min。淬硬鋼:ap=0.15~0.5mm, f=0.1~0.25mm/r, v=100~400m/min。建立了三向切削力的三因素公式(表1)。

表1 高速切削車削力的三因素公式

  過去,蘇聯(lián)切削用量手冊所列出的常速下車削中碳結(jié)構(gòu)鋼的切削力經(jīng)驗公式為

  Fz=Czap1f 0.75v-0.15

  Fy=Cyap0.90f 0.60v -0.3

  Fx=Cxap1f 0.5v-0.4

  與表1相比,有很大差異。表1的公式可能有問題。與車削相比,銑削力公式要更復(fù)雜些,因為除切削用量三要素以外,還有銑刀齒數(shù)、銑刀直徑和銑削寬度等因素。過去,蘇聯(lián)人和中國人都建立過端銑、立銑在一般切削速度下的切削力和切削功率的多因素經(jīng)驗公式。在現(xiàn)代高速切削下的銑削力公式尚屬空缺。

  某大學(xué)填補了這一空缺。做出了銑削力的三因素公式:

  在ap=0.5~1mm, f=0.05~0.2mm/r, v =251~1256m/min范圍內(nèi),

  Fc=5018ap0.344fz0.364v-0.394(切45鋼)

  Fc=864ap0.384fz0.176v-0.287(切鋁合金5A02)

  看來,試驗所得的數(shù)據(jù)也不太理想,可供參考。

  某大學(xué)用陶瓷刀具高速切削淬硬鋼、高強度鋼、硬鎳鑄鐵做了有成效的切削力試驗。

  (1) LT55(Al2O3TiC)陶瓷刀具車削淬硬45鋼(HRC50~55),v =30~120m/min, ap=0.35~1.4mm, f=0.08~0.32mm/r,

  Fz=2525 ap0.99 f 0.80 v-0.01(N)

  (2) LT55刀具車削超高強度鋼35CrMnSiA(HRC45~48), 切削用量范圍同上。

  Fz=2779 ap0.79 f 0.59 v -0.08(N)

  (3) SG-4(Al2O3―TiC,WC)陶瓷刀具車削淬硬高碳工具鋼(HRC55~62),切削用量范圍同上。

  Fz=3444 ap0.88 f 0.65 v -0.12(N)

  (4) SG-4刀具車削淬硬45鋼(HRC50~55),切削用量范圍同上。

  Fz=2309 ap1.04 f 0.75 v -0.01(N)

  (5) AT6(Al2O3―TiC)陶瓷刀具車削硬鎳鑄鐵(HRC56~62)

  v =50~70m/min, ap=1.5~2.3mm, f=0.09~0.16mm/r

  Fz=1210 ap0.73f 0.42v-0.09(N)

  某大學(xué)所做的陶瓷刀具高速切削硬材料的切削力試驗數(shù)據(jù)比較可信。

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