快速切削加工工艺在车辆、飞机场和模貝加工制造业中运用普遍。因为铣刀高速运转时刀具各一部分承担的离心力已远远地超出切削力自身的效果而变成刀具的关键负载,而离心力做到一定水平的时候会导致刀具形变乃至开裂,因而科学研究快速铣刀的安全性技术性对发展趋势快速切削技术性拥有极为重要的实际意义。
20世际90时代初法国就开始了对快速铣刀的安全性技术性科学研究,并制定了DIN6589-1《快速铣刀的安全性规定》规范草案,要求了快速铣刀无效的实验方式和规范,从技术上明确提出了快速铣刀设计方案、生产制造和采用的规范性建议,要求了统一的安全性检测方式。该规范草案已成为了世界各国快速铣刀安全性的规范性文档。
1 快速铣刀的安全性无效方式与实验方式
规范草案要求了快速切削的速率界线,超出该速率后离心力将变成铣刀的关键负载,务必选用安全生产技术。在刀具直徑与快速切削范畴关系图中,曲线图以上地区为该标准的铣刀务必通过安全性检测的快速切削范畴:针对直徑d1≤32mm的散件刀具(总体或电焊焊接刀具),其切削速率超出10000m/mm为快速切削范畴;针对直徑d1>32mm的装配式建筑机夹刀具,快速切削范畴为线条BC以上地区。快速铣刀的安全性无效方式有二种:形变和开裂。不一样种类铣刀的安全性实验方式也不一样。
针对机夹可属七和弦铣刀,有二种安全性实验方式:
一种方式 是在1.6倍较大应用转速比下开展实验,刀具的永久形变或零件的偏移不超过0.05mm;
另一种方式是在2倍于较大应用转速比下实验,刀具不产生开裂(包含夹持刀头的螺丝被弄断、刀头或别的夹持元器件被甩飞、刀体的爆炸等)。而针对集成式铣刀,则需要在2倍于较大应用转速比标准下实验而不产生弯折或破裂。
2 快速铣刀抗压强度测算实体模型
快速刀具在离心力的效果下能否产生无效的重点在于刀体的硬度是不是充足、机夹刀的零件夹持是不是靠谱。当把离心力做为关键载荷计算刀体抗压强度时,因为刀具样子的多元性,用经典力学基础理论测算得到的結果偏差非常大,经常不可以达到安全性设计方案的规定。为了更好地在刀具设计对其构造抗压强度在离心力功效下的承受力和形变开展判定和定量分析的剖析,可根据有限元方法测算不一样转速比下的内应力尺寸,仿真模拟无效全过程和改善方案设计。快速铣刀有限元分析测算实体模型中包含刀体、刀体座、刀头和夹持螺丝。
最先测算刀体(包含螺丝、刀头等零件品质)的弹性变形,再对分离出来出的刀盘作深入分析,把所获取的刀体弹性变形做为初始条件加进刀盘分离出来体;
随后由切出来的刀盘、刀头、螺丝及无品质的磨擦副构成刀头夹持系统软件的实体模型,开展夹持的可靠性分析。有限元分析实体模型能仿真模拟刀头在刀盘里的歪斜、滚动、旋转及其螺丝在夹持时的形变,可计算出在不一样转速比下刀头偏移和螺丝受力的大小。