1 刀桿設(shè)計(jì)

1. 當(dāng)使用無(wú)后角刀片時(shí)，刀桿除了能設(shè)置刃傾角e外還能夠設(shè)置負(fù)前角d，以便在后刀面和加工表面間形成后角，如圖2。在本文所介紹的刀桿上設(shè)計(jì)了前角架和傾角架，使得前角和刃傾角連續(xù)可調(diào)，見(jiàn)圖3。前角架和傾角架可繞相互垂直的空間軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，
2. 軸線在刀尖處相交，以使前角和刃傾角的調(diào)整不影響刀尖高度。為了將刀桿的受力變形減到最小，刀桿采用了緊湊的結(jié)構(gòu)以提高剛性。

(a)滾動(dòng)軸承刀桿側(cè)視圖

(b)滑動(dòng)軸承刀桿側(cè)視圖

(c)刀桿正視圖

圖4 表面波紋度檢測(cè)裝置

2 實(shí)驗(yàn)條件

1. 刀具及工件材料 刀具材料是BZN-6000CBN 圓刀片，直徑分別為Ø9.5，Ø12.7，Ø23。工件材料為55鋼(GB699-88)，淬火硬度為HRC50～55。試件中心鉆有50mm直徑的通孔，以提高淬透性，在整個(gè)截面上獲得均勻的硬度。 #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
2. 波紋度測(cè)量裝置 表面波紋度定義為一種表面紋理，其上疊加有表面粗糙度輪廓。但標(biāo)準(zhǔn)中并未提供波紋度的測(cè)量方法。本項(xiàng)目中采用了千分表進(jìn)行測(cè)量。千分表固定在刀臺(tái)上，見(jiàn)圖4，并沿工件表面移動(dòng)，5mm采樣長(zhǎng)度內(nèi)的峰谷值作為波紋度數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了重復(fù)測(cè)量減小隨機(jī)誤差，以重復(fù)測(cè)量的平均值作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
3. 切削參數(shù) 在改變前角、刃傾角、切削速度、進(jìn)給量的四因素實(shí)驗(yàn)中使用了裝有Ø12.7刀片的SPRT，參數(shù)范圍為：前角d=-10°， -17°， -30°;刃傾角e=-10°，-14°， -20°， -28°， -40°;切削速度v=100， 137， 187， 256， 350m/min;進(jìn)給量f=0.1，0.14， 0.2， 0.28， 0.4mm/r。切削深度為0.05mm，保持不變。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用多元回歸的方法進(jìn)行處理，回歸曲線見(jiàn)圖5。研究中還針對(duì)刀片直徑9.5，12.7， 23mm，刃傾角的正負(fù)，滾動(dòng)、滑動(dòng)軸承的不同進(jìn)行了波紋度實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖6。

(a)滾動(dòng)軸承刀桿側(cè)視圖

(b)滑動(dòng)軸承刀桿側(cè)視圖

(a)滾動(dòng)軸承刀桿，Ø23刀片

(b)滾動(dòng)軸承刀桿，Ø12.7刀片

(c)滑動(dòng)軸承刀桿，Ø9.5刀片

3 分析討論

4 結(jié) 論

1. 所研制的CBN-SPRT采用了彈性卡頭周邊裝卡的方式。為避免刀具工件干涉并驅(qū)動(dòng)刀片轉(zhuǎn)動(dòng)，采用了可調(diào)的前角和刃傾角。
2. 表面波紋度主要由刀具的轉(zhuǎn)動(dòng)偏心和振動(dòng)造成，振動(dòng)由強(qiáng)迫振動(dòng)和自激振動(dòng)組成。
3. 過(guò)大或過(guò)小的前角都會(huì)加劇振動(dòng)、加大波紋度。滾切轉(zhuǎn)速過(guò)高過(guò)低也會(huì)使切削過(guò)程穩(wěn)定性降低，加大波紋。對(duì)于裝有滾動(dòng)軸承和Ø12.7刀片的SPRT，當(dāng)d=-12°，e=-13°， v=256m/min， f=0.14mm/r時(shí)得到的波紋度最小。
4. 裝有小直徑刀片、小間隙滑動(dòng)軸承的SPRT，更容易產(chǎn)生較好的加工質(zhì)量。