镗削加工机械刀片基础知识
时间：2010-12-08 阅读：626
<p> 镗削是一种用刀具扩大孔或其它圆形轮廓的内径车削工艺，其应用范围一般从半粗加工到精加工，所用刀具通常为单刃镗刀（称为镗杆）。</p>
<p> 镗刀有三个基本元件：可转位刀片、刀杆和镗座。镗座用于夹持刀杆，夹持长度通常约为刀杆直径的4倍。装有刀片的刀杆从镗座中伸出的长度称为悬伸量（镗刀的无支承部分）。悬伸量决定了镗孔的zui大深度，是镗刀zui重要的尺寸。悬伸量过大会造成刀杆严重挠曲，引起振颤，从而破坏工件的表面质量，还可能使刀片过早失效。这些都会降低加工效率。</p>
<p> 对于大多数加工应用，用户都应该选用静刚度和动刚度尽可能高的镗刀。静刚度反映镗刀承受因切削力而产生挠曲的能力，动刚度则反映镗刀抑制振动的能力。</p>
<p> 本文的*部分主要分析镗刀的静刚度。文中资料来源于作者对镗刀挠曲的研究。镗刀的挠曲取决于刀杆材料的机械性能、刀杆直径和切削条件。</p>
<p>切削力</p>
<p> 作用于镗刀上的切削力可用一个旋转测力计进行测量。被测力包括切向力、进给力和径向力。与其它两个力相比，切向力的量值zui大。</p>
<p> 切向力垂直作用于刀片的前刀面，并将镗刀向下推。需要注意，切向力作用于刀片的刀尖附近，而并非作用于刀杆的中心轴线，这一点至关重要。切向力偏离中心线产生了一个力臂（从刀杆中心线到受力点的距离），从而形成一个力矩，它会引起镗刀相对其中心线发生扭转变形。</p>
<p> 进给力是量值第二大的力，其作用方向平行于刀杆的中心线，因此不会引起镗刀的挠曲。径向力的作用方向垂直于刀杆的中心线，它将镗刀推离被加工表面。</p>
<p> 因此，只有切向力和径向力会使镗刀产生挠曲。已沿用了几十年的一种经验算法为：进给力和径向力的大小分别约为切向力的25％和50％。但如今，人们认为这种比例关系并非“*算法”，因为各切削力之间的关系取决于特定的工件材料及其硬度、切削条件和刀尖圆弧半径。推荐采用以下公式来计算切向力Ft：</p>
<p>Ft＝396000×切削深度×进给率×功率常数</p>
<p>加工不同工件材料时镗刀所受径向力的计算公式见表1。</p>
<p>表1 镗刀径向力的计算 <br />
工件材料－布氏硬度－径向力计算公式 <br />
碳钢，合金钢，不锈钢，工具钢－80～250－Fr＝0.308×Ft <br />
碳钢，合金钢，不锈钢，工具钢－250～400－Fr＝0.672×Ft <br />
球墨铸铁，灰铸铁－150～300－Fr＝0.331×Ft</p>
<p>镗刀的挠曲</p>
<p> 镗刀类似于一端固定（镗座夹持部分）、另一端无支承（刀杆悬伸）的悬臂梁，因此可用悬臂梁挠曲计算公式来计算镗刀的挠曲量