合断屑槽型结构及双槽刀片断屑性能试验研究0汽缸垫片

合断屑槽型结构及双槽刀片断屑性能试验研究

合断屑槽型结构及双槽刀片断屑性能试验研究 2011年12月10日 来源： 现代机械加工工业对断屑要求的不断提高导致断屑槽的不断发展，不同的工件材料及切削条件对断屑槽参数的要求也是不同的。为了扩大使用范围，同时满足各种不同的甚至是矛盾的要求，常常采取折衷的设计方法，将断屑槽设计成复合结构，这是目前国内外新型三维断屑槽结构的显著特点之一。 1 复合断屑槽型结构复合式断屑槽型是由一些基本和简单断屑槽型及其变形复合而成的，且常常综合了这些简单槽型的优点。与简单槽型相比，复合式断屑槽结构具有断屑性能好、适用范围广等特点。所以，在断屑槽断屑领域它获得了越来越广的应用。以下是几种典型的复合式槽型结构。 双槽结构 双槽是一种典型的复合式结构，下面试验将要用到的CNMM120408型刀片就是采用双槽结构，此外Sandvik公司的QR槽也可看作是由双槽演变而来的。双槽的典型截面形状如图1。众所周知，在机械加工中，精加工时，较小的进给量f和切削深度ap要求较小的槽宽，而粗加工大进给量大切深时，要求较大的槽宽。为了能同时较好地适用于精加工和粗加工(或半精加工)的进给量和切削深度的变化，于是出现了双级槽(简称双槽)，双级槽的第一级槽在精加工时起作用，二级槽在粗加工时起作用。至于双槽能否达到这样的效果，我们将在下面通过具体试验来对此进行分析研究。图1 双槽

图2 刀尖部分槽背向前突起

刀尖部分的槽背向前突起 刀尖部分的槽背向前突起是一种被广泛采用的复合式结构，比较典型的如：Sandvik公司的QF、QM、UF、UR,东芝公司的38型，三菱金属的PK等槽型，其典型形状如图2。这种结构在刀尖部分槽宽较窄，而其余部分槽宽较宽，因此可以看作是由一窄槽的刀尖部分和一宽槽的刀尖以外部分复合而成。在大切深、大进给量时，由于只是刀尖的局部槽宽很窄，其它大部分的槽宽仍然较宽，因此不致造成切屑过度卷曲和切削力过大；同时，由于刀尖部分槽宽较窄，从而又保证了小切深、小进给量时的断屑性能。波浪形槽背结构 采用波浪形槽背结构的槽型其槽宽沿主刀刃方向周期性变化，其槽背形状可以是圆弧形、正(余)弦曲线及其他不规则的周期性曲线乃至周期性折线等。具体例子如Sandvik公司的QM槽型和我们自行设计的CCMT120404刀片槽型。其典型形状如图3。波浪形槽背复合结构可以看作是一宽槽和窄槽复合而成，它在小进给量时能够保证断屑效果，而在大进给量时又可减小阻力。如果这种结构再复合上减摩槽的话，将使刀片在断屑性能方面获得进一步的提高，而且阻力也会进一步减小。 图3 波浪形槽背

图4 单槽刀片槽形截面图

以上是几种比较典型而且实用效果较好的复合式结构。在实际应用中还有许多其他的复合结构，但多数仍是上述几种类型的变形和组合，在此就不再赘述了。 2 双槽刀片断屑性能试验研究在诸多复合式断屑槽型中，双槽结构是比较简单和常用的，对其断屑性能和机理的研究有利于加深我们对其他更复杂的复合式断屑槽的认识，也有利于新型复合式槽型的开发和应用。下面我们将通过切削性能试验比较双槽和单槽的切削性能来了解双槽的优点及断屑机理。 试验设计 试验采用的双槽刀片为：CNMM120408(其截面形状参见图1);单槽刀片是将CNMM120408刀片磨去其一级槽的槽背所得(参见图4)。我们用以上刀片车削工件外圆柱表面，在不同的切深和进给量下，收集切屑和测量切削力，然后对双、单槽刀片的主切削力、切屑形状、断屑性能及范围进行比较，以获取信息。 试验所用车床型号为CM6140;切削速度固定为100m/min;工件材料为45钢。试验结果及比较 主切削力FZ 主切削力FZ的测量结果如表1:

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